Delta Loop (или антенна треугольник или простая многодиапазонная антенна или Антенна КВ Дельта). Антенны Дельта на 40 метров размеры
Замкнутые проволочные антенны на КВ широко применяются радиолюбителями всех стран и национальностей. Это связано с их неоспоримыми достоинствами (которые вы несомненно знаете раз читаете эту статью, а если нет то легко найдете их на просторах паутины). Я же хотел поведать свою историю создания антенны Delta Loop, т.к. столкнулся с некоторыми трудностями при ее построении и считаю, что мой опыт может кому-нибудь пригодится.
Сделать антенну Delta Loop своими руками не сложно, как говорил один знакомый, это займет полчаса с двумя перекурами по 15 минут. Начнем с того, что определим диапазоны работы и место подвеса антенны. В мое случае необходим был диапазон 80 м. (3,5 мГц) и соответственно периметр антенны должен быть порядка 80 м. Подвес рассматривался только с балкона (спасибо соседям, живущим на последних этажах — излучение и все такое) под балконом имеется одноэтажное здание на крыше которого можно закрепить два нижних угла антенны.
Ну, начнем подбор материалов. Нам понадобится: 43 метров полевки (двойной), два ВЧ разъема (папа и мама), два ферритовых кольца 300-500 НН, капроновая веревка, 2 клемника и наконец распаичная коробка. Из колечек делаем симметрирующее устройство, а полевку разматываем в 2 бухты одинарного провода рис. 2
Рис. 1
Рис. 2
Полевку соединяем в один длинный провод (так чтобы не запуталась при размотке) как написано в как соединять полевку . А симметрирующее устройство и кейсовую часть разъема устанавливаем в распаичной коробке как показано на рис. 3.
Рис. 3
Ну собственно подготовка закончена, теперь приступаем ко второй стадии установка антенны. Растягиваем наши 86 м. (43 м+43 м) полевки таким образом, чтобы формой вся конструкция максимально напоминала равносторонний треугольник (у меня получилось не очень). Растягиваем это дело при помощи простой капроновой веревки (можно конечно применять изоляторы разного рода, но я просто привязывал веревку к полевке).
Примерная схема моей «растяжки» на рис. 4
Рис. 4
Закрепляем на стене дома распаичную коробку с симитрирующим трансформатором в месте запитки антенны Рис. 5. Я запитывал антенну через один из верхний углов параллелепипеда.
Рис. 5
Ну собственно теперь третья стадия настройка. Настраиваем антенну путем уменьшения общего периметра антенны. Я настраивал при помощи измерителя АЧХ х1-47 и направленного ответвителя (спасибо Володе «Обручу»). Но можно изготовить простейший измеритель напряженности поля и настраивать по максимальному наводимому току на измерительной антенне. Процесс такой настройки описан в стать как настроить антенну без сложных измерительных приборов. А сейчас вернемся к результатам настройки. В общем то считаю достаточным просто предоставить Вам получившиеся графики. Смотрим рис 6 и рис. 7.
Рис. 6
Рис. 7
Вот такая конструкция у меня получилась. Работой антенны доволен, различий с Delta Loop правильной формы пока не заметил (была пока с соседями не поругался).
В общем удачной Вам постройки и дальних QSO.
RK3DBU 73!
9 thoughts on “Delta Loop (или антенна треугольник или простая многодиапазонная антенна или Антенна КВ Дельта) ”
- Юрий,UB6AFC
Мучаюсь с аналогичной антеной,вот уже почти год.Конечно не каждый день,но если посчитать,-то месяца два из года.Начитался в интернете о отличных результатах работы Дельты 80м диапазона.Бьюсь с ней и так и сяк,но достичь желаемого КСВ,так и не могу.Выполнил из толстого полевика П-268 в одну жилу.Провод крепкий,легкий и сравнительно дешевый.Но я первоначально неучел его коэффицыэнт укорочения!Ведь он имеет отличное от меди сопротивление!Да и изоляцыя помоему вносит кое какие коррективы.Построил равносторонний треугольник в частном секторе мачта одна -15м.Угол получился примерно 45,как и было рекомендовано.Кабель 28метров,РК-50 Подольский 10мм по наруже,потом по ходу урезал до 27м20см.Полевик с имеющихся 86м,укоротился на 79м50см.Резонанс получил на 3,680Мгц.КСВ 1,8 сопротивление 86ом.Соорудил четвертьволновый трансформатор из кабеля 75ом длиной 13,90м.Резонанс 3,730 КСВ-1,56 сопротивление 51ом,реактивка+ 32.И что делать дальше?Не знаю.Отвечают,слышу вроде неплохо,по хорошему прохождению!Может кто поможет?Кто то уже прошел такое?Буду очень признателен.Юрий,UB6AFC/73!!!
- RK3DBU Post author
Приветствую UB6AFC!
Многие всю жизнь мучаются с антенной и не получают желаемого результата, так что год это цветочки 🙂
По мне, так описанный Вами результат вполне неплох, КСВ 1.8 для многодиапазонной КВ антенны это норм.
Как следующий шаг, я бы попробовал заменить четверть волновой трансформатор на симметрирующий на ферритовых колечках, мне такое решение понравилось больше!
Удачи Вам! - Кулдыбек
Антенну вертикальный Delta loop лучше запитывать с нижнего угла используя 1/4 волновую двухпроводную линию как советует EW8AU. При этом проще согласовать с кабелем РК-50 или РК-75 любой длины.Поляризация вертикальная,также присутствует излучение в горизонтальной плоскости. Первоначально антенну надо настроить на частоту резонанса с помощью линии (кабеля РК-50/75)кратной полволны с Ку. А потом только включать двухпроводную линию.Точку включения кабеля искать передвигая кабель по двухпроводной линии по КСВ-минимум.При таком соглосовании очень легко добиться КСВ-1.Это проще чем использовать всякие трансформаторы или искать где же находиться R.вх. антенны под R.кабеля питания.Проверено на практике. Антенна прекрасно работает.Всем удачи и 73! БЕК. UN7TX.
Всем добрый день.Простой вариант согласование однодиапазонной вертикальной антенны Delta loop предложил EW8AU с помощью двухпроводной четвертволновой лилии.При этом не надо искать где же находиться R.вх.антенны,чтобы подогнать под сопротивление кабеля.Первоначально надо настроить антенну на нужную частоту,а потом включить двухпроводную линию и искать точку согласования с кабелем передвигая кабель по линии.Простой способ соглосования и всегда можно добиться точного соглосования антенны с кабелем РК-50 или РК-75. Запитка антенны с нижнего угла.Не надо морочить голову всякими трансформаторами и т.д. Высота подвеса антенны не играет роли так как соглосование можно подкорректировать.Работает с вертикальной поляризацией,также имеет небольшое излучение с горизонтальной поляризацией.Проверено на практике.Всем удачи.73! БЕК.UN7TX
На Интернет форумах для формирования излучения с вертикальной поляризацией в основном обсуждается запитка «дельты» в «нижний» (от земли) угол
или на расстоянии L/4 от «нижней» точки В, т.е. вблизи земли.
На рисунках 1 и 2 в точках Б и Г пучность тока, в точках А и В — пучность напряжения.
Такое решение антенны я сразу отверг: антенна и так установлена низко, а при такой запитке основное излучение происходит вблизи земли. К тому же, запитывать антенну так, как показано на рис.2, следует разве что с 9-этажки — ведь желательность размещения кабеля перпендикулярно полотну антенны никто не отменял, причем хорошо бы, чтобы и радиостанция находилась на 9-м этаже.
Известно, что наибольшая интенсивность электромагнитного излучения находится вблизи пучности тока: «мощность излучения отрезка провода антенны пропорциональна квадрату тока в этом отрезке», т.е. мощность излучения в каждом отрезке провода антенны — разная, максимальная — в пучности тока.
Для антенны, показанной на рис.1, пучность тока в точке Б находится в самом низу, а для антенны на рис.2 — чуть выше нижней части антенны, что не так уж и плохо. Тем не менее, для низковисящей «дельты» и этот вариант не подходит.
Опираясь на эти рассуждения, решил изготовить антенну с запиткой в верхней части на расстоянии L/4 от верхней точки В (рис.3).
Фактически, это «перевернутая» антенна, показанная на рис 2.
На рис.3 хорошо видно, что пучности тока (точки Б и Г) располагаются на большей высоте, а значит, максимум излучения происходит довольно далеко от
земли, что очень важно при небольшой высоте подвеса антенны. К тому же, при такой конфигурации облегчается почти перпендикулярный подвод кабеля к полотну антенны.
При 10-метровой высоте подвеса верхнего полотна получилась неплохая двухдиапазонная (40 и 20 м) антенна, установленная под наклоном, т.к. сделать ее полностью вертикальной при такой высоте подвеса невозможно. Нижняя точка антенны находится буквально в метре от земли, однако это практически не сказывается на эффективности излучения.
Здесь нужно отметить, что местоположения пучностей тока и напряжения, указанные на рис 1-3, справедливы для антенны диапазона 40 м. В диапазоне 20 м в антенне укладываются» 2 волны, пучностей тока и напряжения будет по 4, поэтому поляризация получаете комплексная — вертикально-горизонтальная.
Полотно антенны изготовлено из медного провода диаметром 2 мм в эмалевой изоляции. Дельта представляет собой равносторонний треугольник со сторонами 14,34 м, периметр — 43,02 м. Расстояния между точками А, Б, В и Г (рис. 3) равны и составляют по 10,75 м. Расстояние от узла запитки Б до верхнего угла — 3,58 м. С такими размерами резонансные частоты антенны — 7040 и 14100 кГц, пучности тока Б и Г оказываются напротив.
При соблюдении этих пропорций, в некоторых направлениях антенна может иметь определенное усиление. При необходимости удобно укорачивать нижний угол, уменьшив отрезок 3,58 м. например, до 3,50 м. Небольшая неточность расположения точек Б и Г по горизонтали не приводит к заметному ухудшению работы антенны.
От балуна в точке запитки пришлось отказаться, т.к. она подвергается ветровым нагрузкам. Поэтому в точке запитки вместо тяжелого балуна на кабеле установлены 5 ферритовых «защелок» RF-130S. По этой же причине пришлось отказаться и от какого-либо согласования в узле запитки. Экран кабеля подключен к верхней части антенны, центральный провод — к нижней.
Наиболее актуальные характеристики антенны (полное входное сопротивлении и КСВ) снимались анализатором АА-ЗЗОМ с помощью полуволнового повторителя, изготовленного из коаксиального 50-омного кабеля длиной 14 м. В диапазоне 7 МГц активное входное сопротивление составило 120 Ом, в диапазоне 14 МГц — 140 Ом. Из-за недостаточной высоты подвеса имеется реактивная составляющая входного сопротивления, поэтому в диапазоне 7 МГц КСВ=3,0; в диапазоне 14 МГц — 4,0.
В такой ситуации было принято решение снизить КСВ, применив согласующий отрезок 75-омного кабеля. Комбинируя подключение коротких отрезков такого кабеля длиной 10 см, 20 см, 30 см, 50 см, 1 м, 2 м, 3 м, 3.5 м снабженных дешевыми телевизионными разъемами, после полуволнового повторителя выяснилось, что в диапазоне 7 МГц требуется отрезок кабеля длиной 6,9 м, в диапазоне 14 МГц — 3,5 м, что позволило получить в диапазоне 7 МГц КСВ=1,2; в диапазоне 14 МГц — 1,5.
В итоге, было решено непосредственно к антенне подключить отрезок 75-омного кабеля длиной 3,5 м, а уже к нему — 50-омный кабель длиной 8,6 м (всего 14,1 м). К сожалению, из-за неточного выбора длины полуволнового повторителя (она была определена расчетным путем) в диапазоне 7 МГц КСВ составил 2,0; в диапазоне 14 МГц — 2,3. Это не так уж и плохо-при КСВ до 3,0 вся мощность уходит в антенну. Тем более, что повышенный КСВ имеется лишь в кабеле длиной 14 м.
Кабели имеют диаметр 10 мм и многожильный центральный проводник. К месту соединения кабелей примотан пластиковый угольник длиной около 15 см, обрезанный по диаметру кабелей, что обеспечивает надежность соединения при ветровых нагрузках.
Внизу ничто не препятствует установке токового балуна, снабженного разъемами, который окончательно отсечет возможные синфазные токи.
Фактически, СУ на 7 МГц может работать в диапазонах от 1,8 до 15 МГц. В СУ на 14 МГц применена катушка из медной трубки диаметром 6 мм (1+2+4+4 витка, всего 11 витков), и оно может использоваться в диапазонах 7-29 МГц.
Если вместо последних 4 витков намотать 8 (всего витков будет 15), то, в принципе, СУ будет работать начиная с 3,5 МГц, а возможно, и с 1,8 МГц (следует проверить практически). Ввиду простоты изготовления, мною было изготовлено 3 таких СУ. В результате, после согласующих устройств полоса частот без реактивной составляющей составила 400 кГц на 40-метровом диапазоне и 380 кГц в диапазоне 20 м.
Такое согласование было сделано с целью максимально возможного снижения потерь в 50-метровом коаксиальном кабеле, который подключен ко второму антенному коммутатору. В двух местах на этом кабеле установлены по 20 ферритовых «защелок». КСВ в длинном кабеле, подключенном к выходу согласующего устройства, — около единицы. Согласующие устройства на сосредоточенных элементах вполне можно заменить дополнительными отрезками 75-омного кабеля, длины которых придется подобрать.
Антенну можно упростить, если она будет работать на одном диапазоне. В таком варианте длина 75-омного отрезка кабеля, подключаемого к полотну антенны, составляет 3,5 м в диапазоне 14 МГц и около 7 м — в диапазоне 7 МГц. Согласующее устройство можно установить в помещении радиостанции или вовсе обойтись без него.
Есть еще один вариант: запитать антенну только 75-омным кабелем (например, РК75-4-11). Именно так она использовалась в полевых условиях с полуволновым повторителем (около 28 м) и переключателем на 9 диапазонов. В сентябре 2013 г. мы с Сергеем, RW9UTK, работали в полевых условиях из сравнительно редкого RDA-района КЕ-21. Антенна работала на двух диапазонах и была установлена на 12-метровой высоте на двух стеклопластиковых трубах. Работала антенна отлично — в иные моменты мы узнали, что такое pile-up.
Там, в поле, анализатором АА-ЗЗОМ были измерены некоторые характеристики антенны, которые вследствие более высокого подвеса оказались заметно лучше, чем у антенны, установленной на 10-метровой высоте. В диапазоне 40м реактивной составляющей не было совсем, Rвх=141 Ом, КСВ=1,91, полоса по уровню КСВ=2,0 — 80 кГц, по уровню КСВ=3,0 — 300 кГц, активное сопротивление сохраняется в полосе 800 (!) кГц. В диапазоне 20 м реактивная составляющая также отсутствовала, Rвх=194 Ом, КСВ=2,56, полоса по уровню КСВ=3 — 620 (!) кГц, активное сопротивление сохраняется в полосе 630 (!) кГц.
Согласование производилось с помощью самодельного СУ, к которому подключался 75-омный кабель. Применение согласующего устройства позволило получить на обоих диапазонах КСВ=1,0 в 50-омном кабеле, соединяющем СУ с трансивером.
Широкая полоса рабочих частот без реактивностей — это замечательное свойство замкнутых антенн. Нет необходимости перестраивать СУ в пределах любительского диапазона-достаточно настроить его в одной точке. При этом СУ может находиться достаточно далеко от трансивера.
В поле в качестве полотна антенны мы применили полевой сдвоенный провод П-274. Этот провод в полиэтиленовой изоляции имеет определенный коэффициент укорочения, поэтому периметр антенны получился несколько меньшим, несмотря на большую высоту подвеса, чем дома, и составил 42,70 м.
Здесь также был равносторонний треугольник со стороной 14,23 м. Расстояния между точками А, Б, В и Г также равны и составляют по 10,67 м. Расстояние от узла запитки и до верхнего угла — 3,56 м.
Некоторые проблемы возникли с балуном, который входит в состав универсальной линии: для передвижения полотна антенны были использованы пластиковые круги от игрушки пирамида, и балун несколько сместился вниз от запроектированной точки (3,56 м от верха). Несмотря на это, антенна работала просто великолепно, т.к. на 12-метровых трубах она была установлена почти вертикально.
Планируется переместить балун в начало линии, снабдив его разъемами,. чтобы сохранить защиту от синфазных токов. Кроме того, на кабель, лежащий на траве, можно надеть ферритовые «защелки» или пропустить несколько раз через ферритовое кольцо — кабель диаметром 7 мм вполне это позволяет.
Также планируется испытать антенну в полевых условиях, но уже на высоте 16 м Опять будут применены стекпопластиковые мачты. Антенна будет установлена вертикально. О результатах испытания непременно сообщу.
Относится к петлевым (рамочным) антеннам, также как и квадраты. Периметр антенны примерно равен длине волны. Применяется на всех КВ диапазонах. Конструкции в основном отличаются подвесом антенны и точкой питания. Эффективность антенны напрямую зависит от площади (идеальна окружность, но её сложно выполнить), поэтому равнобедренный треугольник будет предпочтителен. Тем не менее, допускается любая форма антенны в зависимости от конкретных условий.
На низкочастотных диапазонах в основном используют “ленивые дельты” (т.е. подвешенные почти горизонтально), а на высокочастотных диапазонах в основном применяют вертикальные или наклонные «дельты». Низкочастотные «дельты» работают на кратных диапазонах за счет возбуждения на гармониках. В тоже время, основное излучение горизонтальных “дельт” на “основной” нижней частоте направленно вверх, что не слишком благоприятствует DX. Но на высших гармониках лепестки диаграммы прижимаются к земле.
Однако свойства «дельты» сильно зависят от конкретного размещения и конструкции (особенно низкочастотные), поэтому имеют много противоречивых отзывов.
Вертикальные дельты
Наилучшим для DX местом питания дельты является нижний угол. Однако при низком расположении антенны углом вверх, питание лучше осуществлять через боковые углы. В этом случае больше излучение с вертикальной поляризацией.
Вертикальная дельта выгодно отличается от диполя и GP. По сравнению с диполем при одинаковой высоте у вертикальной дельты большая часть излучения идет под низким углом к горизонту. По сравнению с “вертикалами” дельта проще в изготовлении, т.к. не требуется сложная система противовесов.
Входное сопротивление антенны зависит от точки питания и колеблется в пределах 60-300 Ом. При высоком входном сопротивлении питание осуществляется через согласующий трансформатор. Питание однодиапазонных антенны можно осуществлять через четвертьволновый трансформатор (Q-согласование), между антенной и 50-омным кабелем включают четвертьволновый отрезок 75-омного кабеля.
Горизонтальные дельты
Фактически, это квадратная , превращенная в треугольник. За экономию оттяжки приходиться платить меньшей эффективностью, т.к. площадь антенны меньше.
Горизонтальная (ленивая) дельта на 80 м достаточно популярная . Её часто устанавливают между многоэтажными домами. На 80 м диаграмма направленности представляет собой горошину, т.е. основное излучение направлено вверх. Такую антенну можно возбуждать на четных гармониках, т.е. 40, 20 и 10 м. Причем с увеличением частоты лепестки диаграммы направленности прижимаются к земле.
Одной из главных проблем при настройке такой антенны становится выбор точки питания и согласование с фидером. Чаще всего, в качестве согласующего устройства применяют широкополосный трансформатор. Однако следует учесть, что входное сопротивление дельты сильно зависит как от точки питания, так и от расположения в пространстве.
В этой статье уделено внимание антеннам для многодиапазонного варианта и расположенным при низкой высоте подвеса, а также устройствам для их согласования с кабельным хозяйством со стандартными коаксиальными кабелями распостранненными применяемыми у радиолюбителей типа РК50 и РК75.
На рис.1 показана антенна «Дельта» верхний край которой находится на высоте всего 17 метров.
Для согласования антенны и получения ее многодиапазонности применена согласующая лесенка длиной — 10,3 метра и шириной в 10 см, материал из которого выполнена антенна и лесенка — медный провод диаметром 1,5 — 2,0 мм. Для согласования лесенки с кабелем РК50 применен балун из кабеля РК75 имеющий — 10 витков кабеля расположенных виток к витку диаметром — 20 см, общая длина отрезка кабеля равна — 6,95 м. Антенна прекрасно работает на диапазонах 80-40 метров. При пересчете может работать с такой системой согласования и на других диапазонах.
На рис.2 показана антенна «Дельта» которая согласована с коаксиальным кабелем РК50 при помощи согласующего трансформатора с соотношением входного и выходного сопротивлений 1:4.
рис.2
Количество витков данного трансформатора по 7 витков каждой из обмоток отвод сделан от середины. Схема соединения обмоток показана на рис.2. Антенна подвешена на высоте 18,3 метра.
Антенна приведенная на рис.3 располагается горизонтально поверхности земли и имеет форму квадрата с равными сторонами.
рис.3
Данной антенне характерна низкая высота подвеса, что позволяет ее применять там где нет возможности подвешивать антенны не вертикально и не под углом. Входное сопротивление антенны из-за низкой высоты подвеса имеет разное сопротивление на диапазонах, что затрудняет ее применять, как одну антенну во многодиапазонном варианте , но для каждого диапазона сделанная антенна и согласованная по предлагаемой схеме прекрасно работает, но ей естественно присущи все минусы низко расположенных антенн.
Опрос работающих в эфире радиолюбителей, какие антенны они используют показал, что достаточно высокий процент использует антенну типа Delta Loop ,или «треугольник на 80 метров» по нашему. Меня заинтересовало, откуда такая народная любовь к этой антенне и решил сам изготовить и апробировать её уже с применением эффективных измерительных приборов ZVL и Hewllett Packard . Между двумя промышленными зданиями была размещена проволочная рамка треугольной формы с периметром 85 метров. Старались расположить её так, чтобы стороны не проходили параллельно стенам здания. Питание производилось в углу треугольника. Для начала было измерено входное сопротивление антенны во всём диапазоне. Вот что мы получили: Как мы видим из численных значений, средним сопротивлением для всех диапазонов можно считать 240-300 Ом. Поэтому был изготовлен балун с коэффициентом трансформации 1:6. У реально изготовленного экземпляра получилась трансформация 1:5.На диаграмме Смита мы видим импеданс на выходе балуна трансформированного сопротивления 300 Ом. Её можно было бы и подправить, но решил, что и это не плохо, так как разброс сопротивлений самой антенны и так велик. После подключения балуна к антенне можно было наблюдать следующий график КСВ: Таким образом имеем КСВ в диапазоне:
К сожалению, не все минимумы КСВ попадают чётко в любительские диапазоны, но даже при таких значениях эту антенну можно считать весьма универсальной и высокоэффективной благодаря полным размерам. Разумеется, в эфире она себя зарекомендовала с хорошей стороны. |
Delta Loop (или антенна треугольник или простая многодиапазонная антенна или Антенна КВ Дельта)
Замкнутые проволочные антенны на КВ широко применяются радиолюбителями всех стран и национальностей. Это связано с их неоспоримыми достоинствами (которые вы несомненно знаете раз читаете эту статью, а если нет то легко найдете их на просторах паутины). Я же хотел поведать свою историю создания антенны Delta Loop, т.к. столкнулся с некоторыми трудностями при ее построении и считаю, что мой опыт может кому-нибудь пригодится.
Сделать антенну Delta Loop своими руками не сложно, как говорил один знакомый, это займет полчаса с двумя перекурами по 15 минут. Начнем с того, что определим диапазоны работы и место подвеса антенны. В мое случае необходим был диапазон 80 м. (3,5 мГц) и соответственно периметр антенны должен быть порядка 80 м. Подвес рассматривался только с балкона (спасибо соседям, живущим на последних этажах — излучение и все такое) под балконом имеется одноэтажное здание на крыше которого можно закрепить два нижних угла антенны. Треугольник как токовой не получался, поэтому правильнее назвать мою антенну «многодиапазонный неправильный параллелепипед».
Ну, начнем подбор материалов. Нам понадобится: 43 метров полевки (двойной), два ВЧ разъема (папа и мама), два ферритовых кольца 300-500 НН, капроновая веревка, 2 клемника и наконец распаичная коробка. Из колечек делаем симметрирующее устройство, а полевку разматываем в 2 бухты одинарного провода рис. 2
Рис. 1
Рис. 2
Полевку соединяем в один длинный провод (так чтобы не запуталась при размотке) как написано в как соединять полевку. А симметрирующее устройство и кейсовую часть разъема устанавливаем в распаичной коробке как показано на рис. 3.
Рис. 3
Ну собственно подготовка закончена, теперь приступаем ко второй стадии установка антенны. Растягиваем наши 86 м. (43 м+43 м) полевки таким образом, чтобы формой вся конструкция максимально напоминала равносторонний треугольник (у меня получилось не очень). Растягиваем это дело при помощи простой капроновой веревки (можно конечно применять изоляторы разного рода, но я просто привязывал веревку к полевке). Примерная схема моей «растяжки» на рис. 4
Рис. 4
Закрепляем на стене дома распаичную коробку с симитрирующим трансформатором в месте запитки антенны Рис. 5. Я запитывал антенну через один из верхний углов параллелепипеда.
Рис. 5
Ну собственно теперь третья стадия настройка. Настраиваем антенну путем уменьшения общего периметра антенны. Я настраивал при помощи измерителя АЧХ х1-47 и направленного ответвителя (спасибо Володе «Обручу»). Но можно изготовить простейший измеритель напряженности поля и настраивать по максимальному наводимому току на измерительной антенне. Процесс такой настройки описан в стать как настроить антенну без сложных измерительных приборов. А сейчас вернемся к результатам настройки. В общем то считаю достаточным просто предоставить Вам получившиеся графики. Смотрим рис 6 и рис. 7.
Рис. 6
Рис. 7
Вот такая конструкция у меня получилась. Работой антенны доволен, различий с Delta Loop правильной формы пока не заметил (была пока с соседями не поругался). В общем удачной Вам постройки и дальних QSO.
RK3DBU 73!
РАДИОЛЮБИТЕЛЬ.КВ и УКВ №8-2001 от RW1QU
РАДИОЛЮБИТЕЛЬ.КВ и УКВ №8-2001 от RW1QUСодержание
Многодиапазонные вертикалы Open-Sleeve
Д.ФЕДОРОВ, UA3AVR,
г.Москва. E-mail: [email protected]
Антенны, имеющие несколько резонансных частот, типа Open-
Sleeve ("открытый рукав"), известны с 1946 г. Впервые антенна
подобного типа была предложена Dr. J.T.Bolljahn (Stanford
Research Institute), и только совсем недавно на антенны
подобного типа обратили внимание радиолюбители. В русскоязычной
литературе Open-Sleeve практически не описаны. Из зарубежной
литературы, ориентированной на коротковолновиков, можно
отметить [1], где Roger А.Сох, WBODGF, хорошо разобрал принцип
работы и основные параметры антенн Open-Sleeve.
Схематично вертикальная антенна Open-Sleeve изображена на
рис.1. Она состоит из главного вибратора М (Master, Monopole,
Driven element), к которому подводится питание антенны, и
дополнительного элемента (или элементов) S (Slave, Sleeve,
"рукав"), соединенных с "землей" антенны.
Элементы М и S образуют между собой открытую линию,
параметры которой и определяют свойства антенны. Для примера
предположим, что элемент М имеет резонанс по току на 14 МГц
(длина М равна 0.25А.), а элемент S - вдвое короче (линия, обра
зованная элементами М и S, имеет резонанс по току на 28 МГц).
На частоте 14 МГц основной ток протекает в самом элементе
М, т.к. в линии ток мал, и, вообще говоря, имеет реактивную
составляющую. Антенна, в целом, излучает как обычный чет
вертьволновой штырь и имеет низкое сопротивление излучения. На
частоте 28 МГц элемент М (если бы отсутствовал элемент S) имел
бы высокое сопротивление в точке питания (узел тока), но,
благодаря элементу S и образованной совместно с ним линии,
результирующее сопротивление в точке питания оказывается также
низким. Таким образом, антенна данного типа имеет две
резонансные частоты, которые условно можно назвать нижней и
верхней.
Реальные длины элементов М и S не являются строго
резонансными, и подбором их длин можно добиться требуемых
частот резонанса в точке питания, т.е. свести к нулю реактивную
составляющую входного сопротивления.
Кроме того, токи в элементах М и S на верхней резонансной
частоте несколько отличны друг от друга, а ток в верхней части
М также отличен от нуля, что позволяет антенне излучать на
верхней резонансной частоте. Следствием и одним из главных
достоинств описанного принципа работы антенны Open-Sleeve
является тот факт, что подбором расстояния d между элементами М
и S (т.е. подбором величины волнового сопротивления линии)
можно добиться требуемого сопротивления излучения на верхней
резонансной частоте. На нижней резонансной частоте при измене
нии расстояния между элементами М и S сопротивление излучения
также меняется, но незначительно. Подробнее о принципе работы
Open-Sleeve можно прочитать в [1].
Из практических конструкций вертикалов Open-Sleeve можно
предложить двух- и трехдиапазонные варианты антенны. Не
рекомендуется конструировать антенну, которая будет иметь
рабочие диапазоны, отличающиеся по частоте более чем в два
раза. На верхних (более высокочастотных) диапазонах будет
присутствовать значительный уровень излучения под большими
углами в вертикальной плоскости (как у простого одиночного
вертикала, например,рассмотренного в [2]).
Также не имеет смысла конструировать антенну Open-Sleeve с
большим числом диапазонов работы ввиду усложнения конструкции и
настройки. Однако следует отметить, что, например, для
трехдиапазонного варианта антенны - 20-14-10 м - активная и
реактивная составляющие импеданса антенны на промежуточных WARC-
диапазонах имеют вполне допустимые значения. Это позволяет при
помощи практически любого антенного тюнера или аналогичного
согласующего устройства обеспечить компромиссную работу антенны
на этих диапазонах [1].
На рис.2 и 3 приведено схематическое изображение антенны
на три диапазона, а на рис.4 - на два диапазона.
Конструктивные размеры проводников, с которых
рекомендуется начинать настройку, для трех- (20-14-10 м) и
двухдиапазонного (14-10 м) вариантов приведены в таблице.
Размеры D1 и D2 - расстояния от центра элемента М до
центра элементов S1 и S2 соответственно. Расчетные резонансные
частоты - 14,05; 21,05 и 28,05 МГц. Расчетные сопротивления
излучения - около 40...45 Ом. Таким образом, с учетом потерь в
проводниках и "земле", удобнее всего использовать для питания
антенны коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом.
Диск, изображенный в основании, является условным - все
соединения в основании антенны должны быть как можно более
короткими и надежными, т.к. это область максимальных токов.
Вариант исполнения элемента S1 в виде алюминиевых трубок пред
почтительнее с точки зрения стабильности параметров открытой
линии.
Диаграмма излучения антенны в горизонтальной плоскости для
трехэлементного варианта (рис.2) - круговая, с провалами до 3
дБ на верхних диапазонах. Провалы обуславливаются тем, что при
работе на верхних диапазонах значительные токи протекают во
всех трех элементах, а разность фаз токов в элементах обес
печивает определенную направленность излучения. Этот эффект
сглаживается в пятиэлементном варианте антенны с двойными
линиями на каждый диапазон - здесь провалы незаметны (менее 1
дБ), но этот вариант конструктивно сложнее. Кроме того, провал
в диаграмме направленности, равный 3 дБ - это снижение силы
сигнала всего лишь на полбалла по шкале S-метра, что на практи
ке не очень критично. В двухдиапазонном варианте провалы малы
(около 1 дБ). На нижнем диапазоне провалы отсутствуют.
Параметры диаграммы направленности, приведенные выше,
являются расчетными (использовалась программа MMANA, описание
которой приведено в [3]).
Диаграмма излучения в вертикальной плоскости практически
повторяет диаграмму одиночного А/4-излуча-теля на нижнем
диапазоне, на верхних диапазонах лепестки становятся уже и
прижимаются к "земле".
Очень важным элементом антенны является конструкция и
изготовление "земли". Использовать резонансную систему
противовесов с элементами на все диапазоны не рекомендуется -
наложение резонансов земли и самой антенны создает
дополнительные сложности. Наилучшее решение - создание
нерезонансной "земли", работающей на эффекте зеркального
отражения [4]. В авторском варианте антенны в качестве "земли"
использовалось металлическое покрытие крыши дома, должным
образом проверенное и пропаянное в местах соединения листов.
При отсутствии металлического покрытия можно
порекомендовать создание искусственной "земли" в виде "зонтика"
(рис.5а), изображение которого взято из [4]. Радиус "зонтика"
dnkfem быть не менее 0,4...0,6 от максимальной рабочей длины
волны, число радиалов и соединений по окружности - максимально
возможное. Изначально его не стоит изготавливать строго
горизонтальным, т.к. в этом случае входное сопротивление
антенны на нижнем диапазоне скорее всего получится меньше 50
Ом. "Зонтик" можно сделать в виде возможно большего числа
противовесов из обычного провода достаточной длины и с
начальным наклоном около 10...20° к горизонтальной плоскости,
соединенных по окружности в нескольких местах перемычками. Мак
симальное число противовесов ограничивается только
конструктивными возможностями - чем их больше, тем лучше
работает антенна и меньше неожиданностей при настройке. Важно,
чтобы "зонтик" не имел резонансов на рабочих диапазонах и
вблизи них. Это значит, что число перемычек должно выбираться
из расчета для самого верхнего диапазона (10 м). Можно сделать
перемычки более частыми у центра зонтика (для диапазона 10 м) и
более редкими у концов (для диапазона 20 м). Совсем не тре
буется изолировать "зонтик" от окружающих предметов, как
резонансные противовесы, поднимать его над поверхностью крыши
или земли, и, естественно, он не нуждается в настройке. На
рис.56 показана фотография удачной конструкции подобной "земли"
[1]. В оригинале эта "земля" предназначалась для укороченной
антенны диапазона 40 м и состояла из 60 радиалов, отходящих от
диска и соединенных перемычками.
Однако, возможно, наилучший вариант металлизации
подстилающей антенну поверхности состоит в следующем - в
качестве "земляной" поверхности используется применяемая в
строительстве металлическая сетка-рабица, которую растягивают
над поверхностью крыши или земли и покрывают антикоррозионной
краской.
При изготовлении антенны необходимо предусмотреть
коррекцию положения элементов S1 и S2 относительно М и
обеспечивать их параллельность М. Это необходимо для подбора
сопротивления антенны в резонансе под волновое сопротивление
кабеля. Симметрирование токов в кабеле также весьма желательно.
Схематическое изображение возможной конструкции проводного
трехэлементного варианта антенну показано на рис.6.
Настройку антенны рекомендуется производить с помощью
антенного моста. Процедуру настройки начинают с самого нижнего
диапазона. Его настройку производят на полностью собранной
антенне со всеми элементами, образующими открытые линии.
Укорачивая или удлиняя этот элемент, добиваются требуемой
резонансной частоты. Если активное сопротивление в резонансе
оказывается заметно меньше 50 Ом, можно попробовать опустить
концы земляного "зонтика" (при таком варианте выполнения
"земли"). В авторском случае, где "землей" была металлическая
крыша с углом наклона около 20...25°, входное сопротивление
антенны на нижнем диапазоне было вполне удовлетворительным.
Затем надо найти следующий по частоте резонанс антенны и
измерить ее входное сопротивление на этой частоте. Возможны
четыре варианта соотношения частоты резонанса и входного сопро
тивления антенны на верхнем диапазоне. Рассмотрим настройку
антенны на этом диапазоне для каждого из вариантов.
Вариант 1. Если резонансная частота оказывается ниже
требуемой, а сопротивление антенны на этой частоте больше
волнового сопротивления кабеля, не следует торопиться
укорачивать элемент - приближение элемента(ов) S1 к М уменьшает
сопротивление, а резонансная частота повышается. Укорочение
можно начинать только тогда, когда сопротивление в резонансе
составляет 50 Ом, а резонансная частота еще ниже требуемой.
Вариант 2. Если и резонансная частота ниже требуемой, и
входное сопротивление антенны меньше 50 Ом, тогда постепенно
отодвигаем элемент S1 от М с одновременным (и также
постепенным) укорочением элемента S1, постоянно контролируя
частоту резонанса и входное сопротивление антенным мостом,
добиваясь значения входного сопротивления, близкого к 50 Ом на
требуемой резонансной частоте.
Вариант 3. Если резонанс - выше требуемой частоты, и
входное сопротивление больше 50 Ом, проводим операции,
аналогичные описанным выше, но удлиняя элемент S1 и приближая
его к М.
Вариант 4. Если резонанс - выше требуемой частоты, а
входное сопротивление меньше 50 Ом, проводим операции,
аналогичные описанным в варианте 1, но отодвигая элемент S1 от
М. Не исключено, что потребуется удлинить S1.
Добившись настройки диапазона, за который отвечает элемент
S1, приступают к настройке следующего, проделывая с элементом
S2 те же операции по настройке, что применялись для S1.
Закончив настройку верхнего диапазона элементом S2, снова
проверяют настройку предыдущих диапазонов. Вообще говоря, более
низкочастотные диапазоны не должны сильно "уйти в сторону", но
если это произошло, повторяют процедуру настройки. Двукратного
повторения процесса настройки, скорее всего, окажется
достаточно./4-штыря. Резонансы на верхних
диапазонах острее, относительная полоса частот уже, а эквива
лентная добротность выше. На самом верхнем рабочем диапазоне
резонансную частоту следует выбирать ближе к концу рабочего
участка - при расстройке относительно резонансной частоты вниз,
КСВ в кабеле растет медленнее, чем при расстройке вверх [1]. Пе
рекрыть полностью диапазон 28 МГц с приемлемым КСВ очень
трудно. Кроме того, в сырую, дождливую погоду резонансные
частоты "уходят" вниз, что заметнее на верхних диапазонах, за
которые отвечают элементы S.
В заключение стоит привести интересный вариант вертикала с
резонансными радиалами, предназначенного для работы на
низкочастотных диапазонах (80 и 40 м). Схема антенны приведена
на рис.7, а ее однодиапазонный вариант - на рис.8. В
однодиапазонном варианте антенна представляет собой
вертикальный монополь, максимум тока которого находится в
верхней точке (в отличие от обычного вертикала "граунд плейн").
Токи замыкаются на горизонтально расположенные радиалы в
верхней части антенны. Как и параметры вертикального диполя,
параметры этой антенны зависят от высоты подвеса, но она удобна
конструктивно - изготавливается из проволоки и может быть
подвешена между домами.
Данные антенны для двухдиапазонного варианта Open-Sleeve:
длина элемента М-80 - 21,03 м, S-40 - 10,66 м, расстояние между
этими элементами - 0,17 м, высота подвеса - 25 м, расчетные
резонансные частоты - 3,55 и 7,01 МГц, сопротивления излучения
при резонансах - около 40 Ом. Размеры антенны, конечно, трудно
изменять в подвешенном состоянии, поэтому, возможно, будет
необходимо производить настройку, как это описано в [5], на
каждом диапазоне, тем не менее, конструкция антенны,
приведенная на рис.7, имеет нужное распределение токов в про
водниках и правильно работает на обоих диапазонах.
Литература
1. ARRL antenna book, 18th edition, by Dean Straw, N6BV.
2. К.Ротхаммель. Антенны. - Бояныч, Санкт-Петербург, 1998.
3. И.Гончаренко. Программа моделирования антенн MMANA. -
Радио, 2001, N6.
4. И.Григоров. Антенны для радиолюбителей. -
http://krasnodar.online.ru/hamradio/rk3zk/1-1-1.htm
5. Д.Федоров. Простой проволочный вертикал на 80 м. -
http://krasnodar.online.ru/hamradio/vert80a.htm
Содержание
Вертикальные антенны для 40 м диапазона. Укороченная многодиапазонная антенна G7FEK. Девятидиапазонная КВ антенна
Антенна представляет собой укороченный индуктивностью вертикал на диапазоны 20 и 40 метров. Переключение диапазонов осуществляется вручную путём включения или отключения дополнительной катушки для диапазона 40 метров. Основа антенны — удочка длинной 4 метра, последнее тонкое колено не используется. Таким образом общая физическая длинна около 3-х метров.
Возможная необычность физических параметров антенны объясняется целью её создания — возможность установки и эксплуатации антенны на борту морской яхты. Не утверждаю, но думаю, что ни одна из мне известных приемлемых по цене промышленных антенн не выдержала бы работу в таких условиях: сильная качка и сильный, до 20 м/с, ветер (т.е. огромная нагрузка на основу и место крепления антенны), прямое и коссвенное воздействие морской воды.
Выбор типа антенны.
Во время выбора типа антенны было пересмотрено множество вариантов как промышленных, так и самодельных антенн. Выбор пал на вертикальную укороченную. Что касается многодиапазонности, рассматривался вариант с трапом, но пришлось от этого отказаться в основном по двум причинам. Первая это увеличение веса конструкции т.к. хотелось иметь максимально возможную мощность 100 Вт, а это значит трап (коаксиальный) должен быть изготовлен, как минимум, из RG-58 кабеля. Для спокойно стоящего вертикала это небольшая нагрузка, но не для условий описанных выше (если конечно не использовать первых три колена 7 метровой удочки:). Вторая причина это неполное использование возможной физической длинны на одном из двух диапазонов. Например если ставим трап на 14 МГц в середину 3 метровой антенны, то в диапазоне 7 МГц мы будем использовать все 3 метра физической длинны, а в диапазоне 14 МГц будет задействовано только 1.5 метра. Поэтому, взвесив все за и против, я решил отказаться от идеи автоматического переключения диапазонов. Хотя поверьте, на яхте в условиях похода, иногда очень сложно (или совсем некстати по отношению к действиям других членов экипажа по управлению судном) добраться до места установки антенны и осуществить само переключение.
Что касается катушек и места их размещения на полотне укороченной антенны, то об этом можно почитать, например, в . Вкратце, чем выше распологается удлинняющая катушка, тем выше эффективность антенны, но и бОльшей индуктивностью она должна обладать. Однако, если учесть, что катушка при этом должна обладать и другими достаточно высокими параметрами (сопротивление потерь, добротность), то мы упираемся в трудности практической реализации такой конструкции. Проще говоря, наш тонкий мобильный штырь просто сломается, если водрузить на него большую, тяжёлую, но «хорошую» катушку. Поэтому при проектировании такой антенны ищется компромис между её эффективностью и возможностью её практической реализации. Для простоты принято, что если разместить катушку примерно в середине антенны, то это будет достаточно эффективно (в плане электрических параметров антенны) и достаточно просто и недорого при практическом изготовлении.
Конечно, не стоит забывать и о возможности реализовать укороченную антенну в виде сплошной спирали или катушки (Helical antenna). Но на этом варианте я не остановился по двум простым причинам. Первая — сложнее расчитать в MMANA. Вторая — если на удочку по всей длине намотать и закрепить, проще говоря, одну большую катушку, то это сооружение становится абсолютно неразборным. В моём случае я получил антенну, которую можно быстро разобрать и собрать. И в собранном состоянии её длина всего примерно на 10 см больше чем длина просто собранной удочки, что весьма удобно для транспортировки до места установки или развёртывания. Т.е. её можно закрепить на багажнике машины с возможностью быстро развернуть, поднять в вертикальное положение и поработать как /p (3-х метровый штырь для /m всётаки немного высоковат, хотя…)
Исходя из всего выше сказанного и была расчитана и построена антенна. Катушка на диапазон 20 метров размещается примерно на расстоянии 2/3 от основания. Для диапазона 40 метров добавляется вторая, расположенная на расстоянии примерно 1/3 от основания. Это решение представляется мне наиболее оптимальным (и компромисным) как с точки зрения электрической эффективности самой антенны, так и с точки зрения её механической прочности, а также позволяет создать быстро сборную — разборную конструкцию.
Конструкция антенны.
Основой антенны является удочка длиной 4 метра. Самое тонкое колено не используется. Схематично её конструкция изображена на рисунке ниже.
В основании нижнего колена закреплена коробка с разъёмом PL-259. К центральному выводу припаян провод антенны (wire3), к корпусу провод заземления (GND) который кратчайшим путём должен быть подключен к тому что предполагается использовать в качестве ВЧ заземления. В моём случае использовались леера яхты. В качестве проводов (wire1, wire2, wire3) применялся медный многожильный провод в изоляции на концы которого напаяны ножевые клеммы.
В верхней части нижнего колена располагается катушка L2, которая подключается только в диапазоне 40 метров. Катушка L1 расположена в верней части среднего колена и используется на обоих (20м и 40м) диапазонах. Катушки наматываюся проводом ПЭЛ диаметром 1 мм непосредственно на удилище. Для закрепления витков катушек использаются медные полоски длинной 6 см имеющие с одной стороны отверстие для крепления отвода катушки, а сдругой стороны вырезанный лепесток («папа») для ножевой клеммы напаянной на провод. Сами медные полоски закреплены тряпичной изолентой которая устойчива к нагреванию при пайке выводов катушек при монтаже и настройке.
Медная полоска для крепления верхнего вывода катушки L2 имеет особенность — два лепестка для подключения провода идущего от L1 (wire2) и для подключения провода wire3 в случае обхода (исключения) катушки L2 на диапазоне 20 метров.
Провод wire3 не доходя до катушки L3 навит на удочку что даёт возможность его хорошего крепления при подключении к нижнему либо к верхнему выводу катушки L3 (при переключении диапазонов).
Антенна, а затем и конструктивные параметры катушек, были расчитаны в программе ММАNА .
Диаграмма направленности конечно далека от идеала для DX-мена, но смотрите сколько всего находится в непосредственной близости с антенной (мачта, леера, бакштаги, ахтерштаг и т.д.). И всё это учавствует в формировании ДН.
Предлагаемая ниже модификация хорошо известной антенны позволит перекрыть весь коротковолновый радиолюбительский диапазон частот, немного проигрывая полуволновому диполю в диапазоне 160 метров (0.5дБ на ближних и около 1 дБ на дальних трассах). При точном исполнении, антенна работает сразу и в настройке не нуждается. Отмечена интересная особенность антенны: на нее не воспринимаются статические помехи, по сравнению с диапазонным полуволновым диполем прием очень комфортный. Хорошо прослушиваются слабые DX станции, особенно на НЧ диапазонах. Длительная эксплуатация антенны (почти 8 лет на момент публикации, ред.) позволила отнести ее к малошумным приемным антеннам. В остальном, на мой взгляде» по эффективности она не уступает диапазонной полуволновой антенне: диполю или Inv. Vee на каждом из диапазонов от 3.5 до 28МГц. Еще одно наблюдение, основанное на отзывах дальних корреспондентов, при передаче отсутствуют глубокие QSB. Из проделанных мной 23 вариантов модификаций антенны, приводимый здесь, заслуживает наибольшего внимания и может быть рекомендован для массового повторения. Все размеры антенно-фидерной системы рассчитаны и точно выверены практически.
Полотно антенны
Размеры вибратора приведены на рисунке выше. Обе половины вибратора симметричны, лишняя длина «внутреннего угла» урезается по месту, там же крепится небольшая изолированная площадка для соединения с питающей линией. Балластный резистор 2400м, пленочный (зеленого цвета), 10Вт. Можно использовать любое другое той же мощности, но обязательно безиндукцинное. Медный провод в изоляции, сечением 2.5мм. Распорки — деревянная рейка сечением 1х1см с лаковым покрытием. Расстояние между отверстиями 87см. Растяжки — капроновый шнур.
Воздушная линия питания
Медный провод ПВ-1, сечением 1мм, распорки из винипласта. Расстояние меаду проводниками 7.5см. Длина линии 11 метров.
Авторский вариант установки
Используется металлическая, заземленная снизу, мачта. Установлена на крыше 5-этажного дома. Высота мачты 8 метров, труба диаметром 50мм. Концы антенны располагаются на расстоянии 2-х метров от крыши. Сердечник согласующего трансформатора (ШПТР) вделан из «строчни ка» ТВС-90ЛЦ5. Катушки удаляются, сам сердечник склеивается «супермоментом» до монолитного состояния и проматывается 3-мя слоями лакоткани. Намотка ведется в два провода без скрутки. Трансформатор содержит 16 витков одножильного изолированного медного провода диаметром 1мм. Поскольку трансформатор имеет квадратную (или прямоугольную) форму, то на каждую из 4-х сторон наматывается по 4 пары витков — наилучший вариант распределения тока. КСВ во всем диапазоне от 1.1 до 1.4. ШПТР помещается в хорошо пропаянный с оплеткой фидера экран из жести. С внутренней стороны к нему надежно подпаивается средний вывод обмотки трансформатора.После сборки и установки антенна будет работать практически в любых условиях: располагаясь низко над землей или над крышей дома. Отмечен низкий уровень TVI (помех телевидению), что может заинтересовать сельских радиолюбителей или дачников.
Антенны Яги с рамочным вибратором, расположенным в плоскости антенны называются LFA Yagi (Loop Feed Array Yagi) и характеризуются большим, чем у обычных Яги рабочим диапазоном частот. Одной из популярных LFA Yagi является 5-элементная конструкция Джастина Джонсона (G3KSC) на 6-метровый диапазон.
Схема антенны, расстояния между элементами и размеры элементов, показаны ниже в таблице и на чертеже.
Размеры элементов, расстояний до рефлектора и диаметров алюминиевых трубок, из которых выполнены элементы согласно таблицы: Элементы установлены на траверсе длиной около 4,3 м из квадратного алюминиевого профиля сечением 90?30 мм через изоляционные переходные планки. Вибратор питается по 50-омному коаксиальному кабелю через симметрирующий трансформатор1:1.
Настройка антенны по минимальному КСВ в середине диапазона производится путем подбора положения торцевых П-образных частей вибратора из трубок диаметром 10 мм. Изменять положение этих вставок нужно симметрично, т.е., если правую вставку выдвинули на 1 см, то и левую нужно выдвинуть на столько же.
Антенна имеет следующие характеристики: максимальное усиление 10,41 дБи на 50,150 МГц, максимальное отношение фронт/тыл 32.79 дБ, рабочий диапазон частот 50,0-50,7 МГц по уровню КСВ=1,1
«Prakticka elektronik»
КСВ-метр на полосковых линиях
Широко известные из радиолюбительской литературы КСВ-метры выполнены с использованием направленных ответвителей и представляют собой однослойную катушку или ферритовый кольцевой сердечник с несколькими витками провода. Указанные устройства имеют ряд недостатков, основным из которых является то, что при измерении больших мощностей появляется высокочастотная «наводка» в измерительной цепи, требующая дополнительных затрат и усилий по экранировке детекторной части КСВ-метра для уменьшения погрешности измерений, а при формальном отношении радиолюбителя к изготовлению прибора, КСВ-метр может стать причиной изменения волнового сопротивления фидерной линии в зависимости от частоты. Предлагаемый вниманию КСВ-метр на основе полосковых направленных ответвителей лишён подобных недостатков, конструктивно выполнен в виде отдельного самостоятельного прибора и позволяет определить отношение прямой и отражённой волн в цепи антенны при подводимой мощности до 200 Вт в частотном диапазоне 1…50 МГц при волновом сопротивлении фидерной линии 50 Ом. Если требуется иметь только индикатор выходной мощности передатчика или контролировать ток антенны, можно воспользоваться таким устройством: При измерении КСВ в линиях с волновым сопротивлением отличным от 50 Ом, значения резисторов R1 и R2 следует изменить до величины волнового сопротивления измеряемой линии.
Конструкция КСВ-метра
КСВ-метр выполнен на плате из двустороннего фольгированного фторопласта толщиной 2 мм. В качестве замены возможно использование двусторонннего стеклотекстолита.
Линия L2 выполнена на тыльной стороне платы и показана прерывистой линией. Её размеры 11?70 мм. В отверстия линии L2 под разъёмы XS1 и XS2 вставлены пистоны, которые развальцованы и пропаяны вместе с L2. Общая шина с обеих сторон платы имеет одинаковую конфигурацию и на схеме платы заштрихована. В углах платы просверлены отверстия, в которые вставлены отрезки провода диаметром 2 мм, пропаянные с обеих сторон общей шины. Линии L1 и L3 расположены с лицевой стороны платы и имеют размеры: прямой участок 2?20 мм, расстояние между ними 4 мм и расположены симметрично продольной оси линии L2. Смещение между ними вдоль продольной оси L2 -10 мм. Все радиоэлементы расположены со стороны полосковых линий L1 и L2 и припаяны внахлёст непосредственно к печатным проводникам платы КСВ-метра. Печатные проводники платы следует посеребрить. Собранная плата припаивается непосредственно к контактам разъёмов XS1 и XS2. Применение дополнительных соединительных проводников или коаксиального кабеля недопустимо. Готовый КСВ-метр помещают в коробку из немагнитного материала толщиной 3…4 мм. Общую шину платы КСВ-метра, корпуса прибора и разъёмов соединяют между собой электрически. Отсчет КСВ производят следующим образом: в поло- жениии S1 «Прямая» с помощью R3 устанавливают стрелку микроамперметра на максимальное значение (100 мкА) и переведя S1 в «Обратная», отсчитывают значение КСВ. При этом показанию прибора 0 мкА соответствует КСВ 1; 10 мкА — КСВ 1,22; 20 мкА — КСВ 1,5; 30 мкА — КСВ 1,85; 40 мкА — КСВ 2,33; 50 мкА — КСВ 3; 60 мкА — КСВ 4; 70 мкА — КСВ 5,67; 80 мкА — 9; 90 мкА — КСВ 19.
Девятидиапазонная КВ антенна
Антенна представляет собой разновидность известной многодиапазонной антенны «WINDOM», у которого точка питания смещена от центра. При этом входное сопротивление антенны в нескольких любительских KB диапазонах составляет примерно 300 Ом,
что позволяет использовать в качестве фидера и одиночный провод, и двухпроводную линию с соответствующим волновым сопротивлением, и, наконец, коаксиальный кабель, подключаемый через согласующий трансформатор. Для того чтобы антенна работала во всех девяти любительских KB диапазонах (1.8; 3,5; 7; 10; 14; 18; 21; 24 и 28 МГц), параллельно включены по существу, две антенны «WINDOM» (см. выше рис. а): одна с общей длиной около 78 м (l/2 для диапазона 1,8 МГц), а другая с общей длиной примерно 14 м (l/2 для диапазона 10 МГц и l для диапазона 21 МГц). Оба излучателя питаются от одного коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом. Согласующий трансформатор имеет коэффициент трансформации сопротивления 1:6.
Примерное расположение излучателей антенны в плане показано на рис.б.
При установке антенны на высоте 8 м над хорошо проводящей «землей» коэффициент стоячей волны в диапазоне 1.8 МГц не превышал 1,3, в диапазонах 3,5, 14. 21, 24 и 28 МГц — 1.5, в диапазонах 7. 10 и 18 МГц — 1,2. В диапазонах 1,8, 3,5 МГц и до некоторой степени в диапазоне 7 МГц при высоте подвески 8 м диполь, как известно, излучает в основном под большими углами к горизонту. Следовательно, в этом случае антенна будет эффективна лишь при проведении ближних связей (до 1500 км).
Схема подключения обмоток согласующего трансформатора для получения коэффициента трансформации 1:6 показана на рис.в.
Обмотки I и II имеют одинаковое число витков (как и в обычном трансформаторе с коэффициентом трансформации 1:4). Если общее число витков этих обмоток (а оно зависит в первую очередь от размеров магнитопровода и его начальной магнитной проницаемости) равно n1, то число витков n2 от точки соединения обмоток I и II до отвода рассчитывают по формуле n2=0.82n1.т
Горизонтальные рамки весьма популярны. Рик Роджерс (KI8GX) провел эксперименты с «наклонной рамкой», крепящейся к одной мачте.
Для установки варианта «наклонной рамки» с периметром 41,5м, необходима мачта высотой 10…12 метров и вспомогательная опора высотой около двух метров. К этим мачтам крепятся противоположные углы рамки, которая имеет форму квадрата. Расстояние между мачтами выбирают таким, чтобы угол наклона рамки по отношению к земле был в пределах 30…45°.Точка питания рамки расположена в верхнем углу квадрата. Питается рамка коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом.По измерениям KI8GX в этом варианте рамка имела КСВ=1,2 (минимум) на частоте 7200 кГц, КСВ=1,5 (довольно «тупой» минимум) на частотах выше 14100 кГц, КСВ=2,3 во всем диапазоне 21 МГц, КСВ=1,5 (минимум) на частоте 28400 кГц. На краях диапазонов значение КСВ не превышало 2,5. По данным автора некоторое увеличение длины рамки сместит минимумы ближе к телеграфным участкам и позволит получить КСВ меньше двух в пределах всех рабочих диапазонов (кроме 21 МГц).
QST №4 2002 год
Вертикальная антенна на 10,15 метров
Несложную комбинированную вертикальную антенну для диапазонов 10 и 15 м можно изготовить как для работы в стационарных условиях, так и для загородных выездов. Антенна представляет собой вертикальный излучатель (рис.1) с заграждающим фильтром (трапом) и двумя резонансными противовесами. Трап настроен на выбранную частоту в диапазоне 10 м, поэтому в этом диапазоне излучателем является элемент L1 (см. рисунок). В диапазоне 15м катушка индуктивности трапа является удлиняющей и совместно с элементом L2 (см. рисунок) доводит общую длину излучателя до 1/4 длины волны на диапазоне 15 м.Элементы излучателя можно изготовить из труб (в стационарной антенне) или из провода (для походной антенны), закрепленного на фибергласовых трубах.«Траповая» антенна является менее «капризной» в настройке и эксплуатации, чем антенна, состоящая из двух расположенных рядом излучателей.Размеры антенны приведены на рис.2.Излучатель состоит из нескольких отрезков дюралюминиевых труб разного диаметра, соединенных одна с другой через переходные втулки. Питается антенна 50-омным коаксиальным кабелем. Для предотвращения протекания ВЧ тока по внешней стороне оплетки кабеля питание осуществляется через токовый балун (рис.3), выполненный на кольцевом сердечнике FT140-77.Обмотка состоит из четырех витков коаксиального кабеля RG174. Электрическая прочность этого кабеля вполне достаточна для работы с передатчиком с выходной мощностью до 150 Вт. При работе с более мощным передатчиком следует применять либо кабель с тефлоновым диэлектриком (например, RG188), либо кабель большого диаметра, для намотки которого, естественно, потребуется ферритовое кольцо соответствующего размера. Балун устанавливается в подходящей диэлектрической коробке:
Рекомендуется между вертикальным излучателем и опорной трубой, на которой крепится антенна, следует установить безындуктивный двухваттный резистор сопротивлением 33 кОм, который будет предотвращать накопление статического заряда на антенне. Резистор удобно разместить в коробке, в которой установлен балун. Конструкция трапа может быть любой.
Так, катушку индуктивности можно намотать на отрезке ПВХ-трубы диаметром 25 мм с толщиной стенок 2,3 мм (в эту трубу вставляются нижняя и верхняя части излучателя). Катушка содержит 7 витков медного провода диаметром 1,5 мм в лаковой изоляции, намотанного с шагом 1-2 мм. Требуемая индуктивность катушки — 1,16 мкГн. Параллельно катушке подключается высоковольтный (6 кВ) керамический конденсатор емкостью 27 пФ, и в результате получается параллельный колебательный контур на частоту 28,4 МГц. Точная настройка резонансной частоты контура проводится сжатием или растяжением витков катушки. После настройки витки фиксируются клеем, но следует иметь в виду, что излишнее количество нанесенного на катушку клея может значительно изменить ее индуктивность и привести к росту диэлектрических потерь и, соответственно, снижению КПД антенны. Кроме того, трап можно изготовить из коаксиального кабеля, намотав 5 витков на ПВХ-трубе диаметром 20 мм, но необходимо предусмотреть возможность изменения шага намотки для обеспечения точной настройки на требуемую резонансную частоту. Конструкция трапа для его расчета очень удобно воспользоваться программой Coax Trap, которую можно скачать из Интернета. Практика показывает, что такие трапы надежно работают со 100-ваттными трансиверами. Для защиты трапа от воздействия окружающей среды он помещается в пластиковую трубу, которая сверху закрывается заглушкой. Противовесы можно изготовить из неизолированного провода диаметром 1 мм, и их желательно разнести как можно дальше друг от друга. Если для противовесов применяется провод в пластиковой изоляции, то их следует несколько укоротить. Так, противовесы из медного провода диаметром 1,2 мм в виниловой изоляции толщиной 0,5 мм должны иметь длину 2,5 и 3,43 м для диапазонов 10 и 15 м соответственно. Настройку антенны начинают в диапазоне 10 м, предварительно убедившись, что трап настроен на выбранную резонансную частоту (например, 28,4 МГц). Минимума КСВ в фидере добиваются изменением длины нижней (до трапа) части излучателя. Если эта процедура окажется безуспешной, то придется в небольших пределах изменить угол, под которым противовес располагается относительно излучателя, длину противовеса и, возможно, его расположение в пространстве.Только после этого принимаются за настройку антенны в диапазоне 15 м. Изменением длины верхней (после трапа) части излучателя добиваются минимума КСВ. Если добиться приемлемого КСВ невозможно, то следует применить решения, рекомендованные для настройки антенны диапазона 10 м.В опытном образце антенны в полосе частот 28,0-29,0 и 21,0- 21,45 МГц КСВ не превышал 1,5.
Настройка антенн и контуров с помощью генератора помех
Для работы с данной схемой генератора помех можно использовать реле любого типа с соответствующим напряжением питания и с нор мальнозамкнутым контактом. При этом чем выше напряжение питания реле, тем выше уровень помех, создаваемых генератором. Для уменьшения уровня наводок на испытываемые устройства, необходимо тщательно заэкранировать генератор, а питание осуществлять от батареи или аккумулятора для предотвращения попадания помех в сеть. Кроме наладки помехозащищенных устройств, с таким генератором помех можно производить измерения и наладку высокочастотной аппаратуры и ее узлов.
Определение резонансной частоты контуров и резонансной частоты антенны
При использовании обзорного приемника с непрерывным диапазоном или волномера можно определить резонансную частоту испытываемого контура по максимальному уровню помех на выходе приемника или волномера. Для устранения влияния генератора и приемника на параметры измеряемого контура их катушки связи должны иметь минимально возможную связь с контуром При подключении генератора помех к испытуемой антенне WA1, можно аналогично с измерением контура определить ее резонансную частоту или частоты.
И.Григоров, RK3ZK
Широкополосная апериодическая антенна T2FD
Постройка антенн на НЧ в связи с большими линейными размерами вызывает у радиолюбителей вполне определенные трудности, связанные с отсутствием необходимого для этих целей пространства, сложности изготовления и установки высоких мачт. Поэтому, работая на суррогатных антеннах, многие используют интересные НЧ диапазоны в основном для местных связей с усилителем «сто ватт на километр». В радиолюбительской литературе встречаются описания довольно эффективных вертикальных антенн, которые, по заявлениям авторов, «практически не занимают площади». Но стоит вспомнить, что для размещения системы противовесов (без которых вертикальная антенна малоэффективна) требуется значительное пространство. Поэтому в отношении занимаемой площади выгоднее использовать линейные антенны, особенно выполненные по типу популярной «инвертированное V», так как для их сооружения требуется всего одна мачта. Однако, превращение такой антенны в двухдиапазонную намного увеличивает занимаемую площадь, так как излучатели разных диапазонов желательно размещать в различных плоскостях. Попытки использовать переключаемые удлиняющие элементы, настроенные линии питания и прочие способы превращения отрезка провода во вседиапазонную антенну (при доступных высотах подвеса 12-20 метров) приводят чаще всего к созданию «суперсуррогатов» настраивая которые можно проводить потрясающие испытания своей нервной системы. Предлагаемая антенна не является «сверхэффективной», но позволяет нормально работать в двух-трех диапазонах без всяких переключений, отличается относительной стабильностью параметров и не нуждается в кропотливой настройке. Имея высокое входное сопротивление при небольших высотах подвеса, она обеспечивает лучший к.п.д., чем простые проволочные антенны. Это несколько видоизмененная широко известная антенна T2FD, популярная в конце 60-х годов, к сожалению, почти не применяемая в настоящее время. Очевидно, она попала в разряд «забытых» из-за поглощающего резистора, на котором рассеивается до 35% мощности передатчика. Именно боясь потерять эти проценты, многие считают T2FD несерьезной конструкцией, хотя спокойно используют на ВЧ диапазонах штырь с тремя противовесами, к.п.д. которого не всегда «дотягивает» до 30%. Пришлось услышать множество «против» в отношении предлагаемой антенны, зачастую ничем не обоснованных. Попытаюсь кратко изложить те «за», благодаря которым была выбрана T2FD для работы на НЧ диапазонах. В апериодической антенне, представляющей собой в простейшем варианте проводник с волновым сопротивлением Z, нагруженный на поглощающее сопротивление Rh=Z, падающая волна, достигнув нагрузки Rh не отражается, а полностью поглощается. Благодаря чему устанавливается режим бегущей волны, для которого характерно постоянство максимального значения тока Iмакс вдоль всего проводника. На рис. 1(A) изображено распределение тока вдоль полуволнового вибратора, а на рис. 1(B)- вдоль антенны бегущей волны (потери на излучение и в проводнике антенны условно не учтены. Заштрихованная область называется площадью тока и применяется для сравнения простых проволочных антенн. В теории антенн существует понятие эффективной (электрической) длины антенны, которая определяется замещением реального вибратора мнимым, вдоль которого ток распределяется равномерно, имея такое же значение Iмакс, что и у исследуемого вибратора (т.е. так же, как на рис. 1(B)). Длина мнимого вибратора выбирается такой, чтобы геометрическая площадь тока реального вибратора была равна геометрической площади мнимого. Для полуволнового вибратора длина мнимого вибратора, при которой площади тока равны, составляет величину равную L/3.14 [пи], где L — длина волны в метрах. Не трудно вычислить, что длина полуволнового диполя с геометрическими размерами = 42 м (диапазон 3,5 МГц) электрически равна 26 метрам, которые и являются эффективной длиной диполя. Вернувшись к рис. 1(B), легко обнаружить, что эффективная длина апериодической антенны практически равна ее геометрической длине. Проведенные эксперименты в диапазоне 3,5 МГц позволяют рекомендовать данную антенну радиолюбителям в качестве неплохого варианта «затраты-отдача». Немаловажным достоинством T2FD является широкополосность и работоспособность при «смешных» для НЧ диапазонов высотах подвеса, начиная с 12-15 метров. Например, диполь 80-метрового диапазона при такой высоте подвеса превращается в «военную» зенитную антенну,
т.к. излучает вверх порядка 80% подведенной мощности.Основные размеры и конструкция антенны показаны на рис.2, На рис.3 — верхняя часть мачты, где установлен согласующе-симметрирующий трансформатор Т и поглощающее сопротивление R Конструкция трансформатора на рис.4 Выполнить трансформатор можно практически на любом магнитопроводе с проницаемостью 600-2000 НН. Например, сердечник от ТВС ламповых телевизоров или пара сложенных вместе колец диаметром 32-36 мм. Он содержит три обмотки, намотанные в два провода, например МГТФ-0,75 кв.мм (использовался автором). Сечение зависит от подводимой к антенне мощности. Провода обмоток уложены плотно, без шага и скруток. В месте, указанном на рис.4, провода следует скрестить. Достаточно намотать 6-12 витков в каждой обмотке. Если внимательно рассмотреть рис.4, то изготовление трансформатора не вызывает каких-либо затруднений. Сердечник следует защитить от коррозии лаком, желательно масляным или влагостойким клеем. Поглощающее сопротивление должно теоретически рассеивать 35% подводимой мощности. Экспериментально установлено, что резисторы МЛТ-2 при отсутствии постоянного тока на частотах KB диапазонов выдерживают 5-6-кратные перегрузки. При мощности 200 Вт достаточно 15-18 резисторов МЛТ-2, соединенных параллельно. Результирующее сопротивление должно находиться в пределах 360-390 Ом. С указанными на рис.2 размерами антенна работает в диапазонах 3,5-14 МГц. Для работы в диапазоне 1,8 МГц желательно увеличить общую длину антенны хотя бы до 35 метров, идеально 50-56 метров. При правильном выполнении трансформатора Т антенна в какой-либо настройке не нуждается, необходимо лишь убедиться в том, что КСВ лежит в пределах 1,2-1,5. В противном случае ошибку следует искать в трансформаторе. Следует отметить, что с популярным трансформатором 4:1 на основе длинной линии (одна обмотка в два провода) работа антенны резко ухудшается, причем КСВ может быть 1,2-1,3.
German Quad Antenna на 80,40,20,15,10 и даже 2м
Большинство городских радиолюбителей сталкиваются с проблемой размещения коротковолновой антенны из-за ограниченного пространства. Но если имеется место для подвеса проволочной антенны, то автор прелагает воспользоваться им и сделать «GERMAN Quad /images/book/antenna». Он сообщает, что она хорошо работает на 6-ти любительских диапазонах 80, 40, 20, 15, 10 и даже 2 метрах. Схема антенны приведена на рисунке.Для ее изготовления потребуется ровно 83 метров медного провода диаметром 2,5 мм. Антенна представляет собой квадрат со стороной 20,7 метра, который подвешивается горизонтально на высоте 30 футов — это примерно — 9 м. Соединительная линия делается из коаксиального кабеля 75 Ом. По сообщению автора антенна имеет усиление 6 дБ по отношению к диполю. На 80 метрах имеет достаточно высокие углы излучения и хорошо работает на расстояниях 700… 800км. Начиная с 40 метрового диапазона, углы излучения в вертикальной плоскости уменьшаются. По горизонту антенна не имеет каких-либо приоритетов по направленности. Ее же автор предлагает использовать и для мобильно-стационарной работы в полевых условиях.
3/4 Long Wire антенна
Большая часть его дипольных антенн базируется на длине волны 3/4L каждой из сторон. Одна из них — «Inverted Vee» мы и рассмотрим.
Физическая длина антенны больше ее резонансной частоты, увеличение длины до 3/4L расширяет полосу пропускания антенны по сравнению со стандартным диполем и понижает вертикальные углы излучения, делая антенну более дальнобойной. В случае горизонтального расположения в виде угловой антенны (полуромба), она приобретает весьма приличные направленные свойства. Все указанные свойства распространяются и на антенну, выполненную в виде «INV Vee». Входное сопротивление антенны понижается, и требуются специальные меры по согласованию с линией питания.При горизонтальном подвесе и общей длине 3/2L, антенна имеет четыре главных и два незначительных лепестка. Автор антенны (W3FQJ) приводит множество расчетов и диаграмм для разных длин плеч диполя и улов подвеса. По его словам он вывел две формулы, содержащие два «магических» числа, позволяющие определить длину плеча диполя (в футах) и длину фидера применительно к любительским диапазонам:
L (каждой половины) = 738/F(в МГц) (в футах feet),
L (фидера) = 650/F(в МГц) (в футах feet).
Для частоты 14,2МГц,
L (каждой половины) = 738/14,2 = 52 фута (feet),
L (фидера) = 650/F = 45 футов 9 дюймов.
(Перевод в метрическую систему проведите самостоятельно, автор антенны считает все в футах). 1 Фут =30,48 см
Тогда для частоты 14,2МГц: L (каждой половины) = (738/14,2)* 0,3048 =15,84 метра,L (фидера) = (650/F14,2)* 0,3048 =13,92 метра
P.S. Для других выбранных соотношений длин плеч коэффициенты изменяются.
В «Радиоежегоднике» 1985 года была опубликована антенна немного странным названием. Она изображена обычным равнобедренным треугольником с периметром 41,4 м. и, очевидно, поэтому не привлекла к себе внимания. Как выяснилось позже, очень напрасно. Мне, как раз понадобилась простая многодиапазонная антенна, и я подвесил ее на небольшой высоте — около 7 метров. Длина питающего кабеля РК-75 около 56 м (полуволновой повторитель). Измеренные значения КСВ, практически совпали с приведенными в «Ежегоднике».Катушка L1 намотана на изоляционном каркасе диаметром 45 мм и содержит 6 витков провода ПЭВ-2 толщиной 2… 2 мм. ВЧ трансформатор Т1 намотан проводом МГШВ на ферритовом кольце 400НН 60х30х15 мм, содержит две обмотки по 12 витков. Размер ферритового кольца не критичен и выбирается, исходя из подводимой мощности. Кабель питания подключается только так, как показано на рисунке, если его включить наоборот — антенна работать не будет. Антенна не требует настройки, главное, точно выдержать ее геометрические размеры. При работе на диапазоне 80 м, по сравнению с другими простыми антеннами, она проигрывает на передачу — маловата длина. На прием разница практически не ощущается. Измерения, проведенные ВЧ-мостом Г.Брагина («Р-Д» №11), показали, что мы имеем дело с нерезонансной антенной. Измеритель АЧХ показывает только резонанс кабеля питания. Можно предположить, что получилась достаточно универсальная антенна (из простых), имеет небольшие геометрические размеры и ее КСВ практически не зависит от высоты подвеса. Затем появилась возможность увеличить высоту подвеса до 13 метров над землей. И в этом случае величина КСВ по всем основным любительским диапазонам, кроме 80-метрового, не превышала 1,4. На восьмидесятке его значение составило от 3 до 3,5 на верхней частоте диапазона, поэтому для ее согласования дополнительно используется простейший антенный тьюнер. Позже удалось измерить КСВ на WARC диапазонах. Там значение КСВ не превысило 1,3. Чертеж антенны приводится на рисунке.
В. Гладков, RW4HDK г.Чапаевск
GROUND PLANE на 7 Mгц
При работе на низкочастотных диапазонах вертикальная антенна имеет ряд преимуществ. Однако из-за больших размеров не везде можно ее установить. Уменьшение высоты антенны приводит к падению сопротивления излучения и росту потерьВ качестве искусственной «земли» использован экран из проволочной сетки и восемь радиальных проводов.Питается антенна 50-омным коаксиальным кабелем. КСВ антенны, настроенной с помощью последовательного конденсатора, был равен 1,4.По сравнению с ранее использовавшейся антенной типа «Inverted V» данная антенна обеспечивала выигрыш в громкости от 1 до 3 баллов при работе с DX.
QST, 1969, N 1Радиолюбитель С. Гарднер (K6DY/W0ZWK) применил емкостную нагрузку на конце антенны типа «Ground Plane» на диапазоне 7 Мгц (см. рисунок), что позволило уменьшить ее высоту до 8 м. Нагрузка представляет собой цилиндр из проволочной сетки.
P.S.Кроме QST, описание этой антенны было напечатано в журнале «Радио».В году 1980, будучи еще начинающим радиолюбителем изготавливал данный вариант GP. Ёмкостную нагрузку и искуственную землю делал из оцинкованной сетки, благо в те времена было этого в достатке. Действительно, антенна выиграла у Inv.V., на длинных трассах. Но поставив затем класическую 10_ти метровую GP, понял, что не стоило заморачиваться на изготовлении ёмкости на верху трубы, а лучше сделать длиннее её на два метра. Трудоёмкость изготовления не окупают конструкцию, не говорю уже о материалах на изготовление антенны.
Антенна DJ4GA
По виду она напоминает образующую дискоконусной антенны, а ее габаритные размеры не превышают габаритных размеров обычного полуволнового диполя.Сравнение этой антенны с полуволновым диполем, имеющим такую же высоту подвеса, показало, что она несколько уступает диполю при ближних связях SHORT-SKIP, но существенно эффективнее его при дальних связях и при связях, осуществляемых с помощью земной волны. Описываемая антенна имеет большую полосу пропускания по сравнению с диполем (примерно на 20%), которая в диапазоне 40 м достигает 550 кГц (по уровню КСВ до 2).При соответствующем изменении размеров антенна может быть применена и на других диапазонах. Введение в антенну четырех режекторных контуров, подобно тому, как это сделано в антенне типа W3DZZ, позволяет реализовать эффективную многодиапазонную антенну. Питание антенны осуществляется коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом.
P.S.Мною изготавливалась данная антенна. Все размеры были выдержаны, эдентичны рисунку. Установлена была на крыше пятиэтажного дома. При переходе с треугольника 80_ти метрового диапазона, расположенного горизонтально, на ближних трассах проигрышь составлял 2-3 балла. Проверялась при связях со станциями Дальнего востока (Аппаратура на прием Р-250). Выиграла у треугольника максимально полтара балла. При сравнении с класическим GP, проиграла полтора балла. Аппаратура использовалась самодельная, UW3DI усилитель 2хГУ50.
Всеволновая любительская антенна
Антенна французского радиолюбителя-коротковолновика описана в журнале «CQ». По утверждениям автора конструкции, антенна дает хороший результат при работе на всех коротковолновых любительских диапазонах — 10 м, 15 м, 20 м, 40 м и 80 м. Она не требует ни особо тщательного расчета (кроме расчета длины диполей), ни точной настройки. Устанавливать ее следует сразу так, чтобы максимум характеристики направленности был ориентирован в направлении преимущественных связей. Фидер такой антенны может быть либо двухпроводным, с волновым сопротивлением в 72 ом, либо коаксиальным, с тем же волновым сопротивлением. Для каждого диапазона, кроме диапазона 40 м, в антенне имеется отдельный полуволновый диполь. На 40-метровом диапазоне хорошо работает в такой антенне диполь диапазона 15 м.Все диполи настроены на средние частоты соответствующих любительских диапазонов и подсоединяются в центре ее параллельно к двум коротким медным проводам. К этим же проводам подпаивается снизу фидер. Для изоляции центральных проводов друг от друга используются три пластины из диэлектрического материала. На концах пластин делаются отверстия для крепления проводов диполей. Все места соединения проводов в антенне пропаиваются, а место подсоединения фидера обматывается лентой из пластиката, для предотвращения попадания в кабель влаги. Расчет длины L (в м) каждого диполя ведется по формуле L=152/fcp, где fср — средняя частота диапазона, Мгц. Диполи делаются из медной или биметаллической проволоки, оттяжки — проволочные или из канатика. Высота антенны — любая, но не менее 8,5 м.
P.S. Также была установлена на крыше пятиэтажного дома, был исключён диполь на 80 метров (не позволили размеры и конфигурация крыши). Мачты использовал из сухой сосны, комель 10 см в диаметре, выссота 10 метров. Полотна антенн изготовлены были из сварочного кабеля. Кабель разрезался, бралась одна жила состоящая из семи менных проволок. Дополнительно немного подкручивал, для увеличения плотности. Показала себя как нормальные, отдельно подвешанные диполя. Для работы вполне приемлимый вариант.
Переключаемые диполя с активным питанием
Антенна с переключаемой диаграммой направленности относится к типу двухэлементных линейных антенн с активным питанием и предназначена для работы в диапазоне 7 МГц. Коэффициент усиления около 6 дБ, отношение «вперед-назад» 18 дБ, «вбок» — 22-25 дБ. Ширина ДН по уровню половинной мощности около 60 градДля 20 м диапазона L1=L2= 20,57 м: L3 = 8,56 м
Биметалл или ант. канатик 1,6… 3 мм.
I1 =I2= 14м кабель 75 Ом
I3= 5,64м кабель 75 Ом
I4 =7,08м кабель 50 Ом
I5 = произвольная длина кабель 75 Ом
К1.1 — ВЧ реле РЭВ-15
Как видно из рис.1, два активных вибратора L1 и L2 расположены на расстоянии L3 (фазовый сдвиг 72 градуса) друг от друга. Элементы запитаны противофазно, суммарный фазовый сдвиг составляет 252 градуса. К1 обеспечивает переключение направления излучения на 180 градусов. I3 -фазосдвигающий шлейф I4- четвертьволновый согласующий отрезок. Настройка антенны заключается в подгонке размеров поочередно каждого элемента по минимуму КСВ при замкнутом накоротко через полуволновый повторитель 1-1(1.2) втором элементе. КСВ в середине диапазона не превышает 1,2, на краях диапазона -1.4. Размеры вибраторов приведены для высоты подвеса 20 м. С практической точки зрения, особенно при работе в соревнованиях, хорошо себя зарекомендовала система, состоящая из двух подобных антенн, расположенных перпендикулярно друг другу и разнесенных в пространстве. На крыше в этом случае размещается коммутатор, достигается мгновенное переключение ДН в одном из четырех направлений. Один из вариантов расположения антенн среди типовых городских застроек предложен на рис.2.Данная антенна применяется с 1981 г., неоднократно повторена на разных QTH, с ее помощью проведены десятки тысяч QSO с более чем 300 странами мира.
С сайта UX2LL первоисточник «Радио №5 стр 25 С.Фирсов. UA3LDH
Beam-антенна на 40 метров с переключаемой диаграммой направленности
Антенна, схематично изображенная на рисунке, изготавливается из медного провода или биметалла диаметром 3…5 мм. Из такого же материала делают и линию согласования. В качестве коммутирующих реле применены реле от радиостанции РСБ. В согласователе используется конденсатор переменной емкости от обычного радиовещательного приемника, тщательно защищенный от попадания в него влаги. Провода управления реле приклеплены к капроновому шнуру-растяжке, проходящему по осевой линии антенныАнтенна имеет широкую диаграмму направленности (около 60°). Соотношение излучений вперед-назад — в пределах 23…25 дБ. Расчетный коэффициент усиления — 8 дБ. Антенна продолжительное время эксплуатировалась на станции UK5QBE.
Владимир Латышенко (RB5QW) г. Запорожье, Украина
P.S. Вне моей крыше, как выездной вариант, из интереса проводил эксперемент с антенной выполненной как Inv.V. Остальное почерпнул и выполнил как в данной конструкции. Реле применял автомобильные, четырех контактные, металлический корпус. Так как использовал для питания аккумулятор 6СТ132. Аппаратура TS-450S. Сто ватт. Действительно результат, как говорится на лицо! При переключении на восток начинали вызывать японские станции. VK и ZL, понаправлению были несколько южнее, пробивались с трудом через станции Японии. Про запад не буду описывать, все гремело! Антенна класная! Жаль не хватает места на крыше!
Многодиапазонный диполь на WARC диапазоны
Антенна сделана из медного провода диаметром 2 мм. Изоляционные распорки сделаны у меня из текстолита толщиной 4 мм (можно из деревянных планок) на которых с помощью болтов (Мб) закреплены изоляторы для наружной электропроводки. Питается антенна коаксиальным кабелем типа РК75 любой разумной длины. Нижние концы изоляторных планок нужно обязательно растянуть капроновым шнуром, тогда антенна вся хорошо растягивается и диполи между собой не перехлестываются. На этой антенне проведен целый ряд интересных DX-QSO со всеми континентами используя трансивер UA1FA с одной ГУ29 без РА.
Антенна DX 2000
Коротковолновики часто используют вертикальные антенны. Для установки таких антенн, как правило, требуется небольшое свободное пространство, поэтому для некоторых радиолюбителей особенно проживающих в густонаселённых городских микрорайонах) вертикальная антенна — единственная возможность выходить в эфир на коротких волнах.Одной из пока малоизвестных вертикальных антенн, работающих на всех КВ диапазонах, является антенна DX 2000. В благоприятных условиях антенну можно использовать для проведения DX — радиосвязей, но при работе с местными корреспондентами (на расстояниях до 300 км.) она уступает диполю. Как известно, вертикальная антенна, установленная над хорошо проводящей поверхностью, имеет почти идеальные «DX-свойства», т.е. очень низкий угол излучения. При этом не требуется высокая мачта.Многодиапазонные вертикальные антенны, как правило, конструируются с заградительными фильтрами (трапами) и работают они практически так же, как однодиапазонные четвертьволновые антенны. Применяющиеся в профессиональной КВ радиосвязи широкополосные вертикальные антенны не нашли большого отклика в КВ радиолюбительстве, но имеют интересные свойства. На рисунке изображены наиболее популярные у радиолюбителей вертикальные антенны -четвертьволновый излучатель, электрически удлинённый вертикальный излучатель и вертикальный излучатель с трапами. Пример т.н. экспоненциальной антенны приведён справа. Такая объёмная антенна имеет хорошую эффективность в полосе частот от 3,5 до 10 МГц и вполне удволетворительное согласование (КСВне представляет проблемы. Вертикальная антенна DX 2000 является своеобразным гибридом узкополосной четвертьволновой антенны (Ground plane), настроенной в резонанс в некоторых любительских диапазонах, и широкополосной экспоненциальной антенны. Основа антенны-трубчатый излучатель длиной около 6 м. Он собран из алюминиевых труб диаметром 35 и 20 мм., вставленных друг в друга и образующих четвертьволовый излучатель на частоту примерно 7 МГц. Настройку антенны на частоту 3,6 МГц обеспечивает включённая последовательно катушка индуктивности 75 МкГн, к которой подсоединена тонкая алюминиевая трубка длиной 1,9 м. В согласующем устройстве используется катушка индуктивности 10 МкГн, к отводам которой подключается кабель. кроме того, к катушке подключены 4 боковых излучателя из медного провода в ПВХ-изоляции длиной 2480, 3500, 5000 и 5390 мм. Для крепления излучатели удлинены нейлоновыми шнурами, концы которых сходятся под катушкой 75 МкГн. При работе в диапазоне 80 м заземление или противовесы требуются обязательно, хотя бы для защиты от грозы. Для этого можно глубоко закопать в землю несколько оцинкованных полос. При монтаже антенны на крыше дома очень трудно найти какую-нибудь «землю» для КВ. Даже хорошо изготовленное заземление на крыше не имеет нулевого потенциала относительно «земли», поэтому для устройства заземления на бетонной крыше лучше использовать металлические
конструкции, имеющие большую площадь поверхности. В применяемом согласующем устройстве заземление подключается к выводу катушки, в которой индуктивность до отвода, куда подключается оплётка кабеля, составляет 2,2 МкГн. Столь малая индуктивность недостаточна для подавления токов, протекающих по наружной стороне оплётки коаксиального кабеля, поэтому следует изготовить запорный дроссель, свернув около 5 м кабеля в катушку диаметром 30 см. Для эффективной работы любой четвертьволновой вертикальной антенны (в том числе, DX 2000) обязательно следует изготовить систему четвертьволновых противовесов. Антенна DX 2000 была изготовлена на радиостанции SP3PML (Войсковой клуб коротковолновиков и радиолюбителей PZK).
Эскиз конструкции антенны приведён на рисунке. Излучатель был выполнениз прочных дюралевых труб диаметром 30 и 20 мм. Растяжки, служащие для крепления медных проводов-излучателей, должны быть устойчивы и к растяжению, и к погодным условиям. Диаметр медных проводов следует выбирать не более 3 мм (для ограничения собственного веса), и желательно использовать провода в изоляции, что обеспечит устойчивость к погодным условиям. Для фиксации антенны следует применять прочные изоляционные оттяжки, которые не растягиваются при изменении погодных условий. Распорки для медных проводов излучателейдолжны быть выполнены из диэлектрика (например, ПВХ-трубы диаметром 28 мм), но для повышения жёсткости их можно изготовить из деревянного бруска или другого, как можно более лёгкого материала. Вся конструкция антенны насаживается на стальную трубу не длиннее 1,5 м, предварительно жестко прикреплённую к основанию (крыше), например, стальными оттяжками. Антенный кабель может быть подключён через разъём, который, должен быть электрически изолирован от остальнойчасти конструкции. Для настройки антенны и согласования её импеданса с волновым сопротивлением коаксиального кабеля предназначены катушки индуктивностью 75 МкГн (узел А) и 10 МкГн (узел В). Антенну настраивают на требуемые участки КВ диапазонов подбором индуктивности катушек и положения отводов. Место установки антенны должно быть свободно от других конструций, лучше всего, на расстоянии 10-12 м, тогда влияние этих конструкций на электрические характеристики антенны невелико.
Дополнение к статье:
Если антенна установлена на крыше многоквартирного дома, высота её установки должна составлять более двух метров от крыши до противовесов (в целях безопасности). Подсоединение заземления антенны к общему заземлению жилого дома либо к каким либо арматуринам, составляющих кострукцию крыши категорически не рекомендую (во избежание огромных взаимных помех). Заземление применять лучше индивидуальное, расположенное в подвале дома. Протягивать его следует в коммуникационных нишах строения или отдельной трубе, пришпиленной к стене снизу доверху. Возможно применение грозоразрядника.
В. Баженов UA4CGR
Методика точного расчета длины кабеля
Многие радиолюбители применяют 1/4 волновые и 1/2 волновые коаксиальные линии.Они необходимы в качестве трансформаторов сопротивлений повторителей импеданса, линий задержки фазы для антенн с активным питанием и др. Наиболее простой метод, но и наиболее неточный- метод умножения части длины волны на коэффициент 0.66, но он не всегда подходит, когда необходимо достаточно точновычислить длину кабеля, например 152.2 градуса. Такая точность бывает необходима для антенн с активным питанием, где от точности фазирования, зависит качество работы антенны. Коэффициент 0.66 берется средним, т.к. для одного и того же диэлектрика диэл. проницаемость может заметно отклоняться, а следовательно будет отклоняться и коэф.0.66.Хочу предложить метод, описанный ОN4UN. Он прост, но требует приборов (трансивер или генератор с цифровой шкалой, хороший КСВ-метр и эквивалент нагрузки 50 или 75 Ом в зависимости от Z. кабеля) рис.1. Из рисунка можно понять, как работает этот метод. Кабель, из которого планируется изготовить нужный отрезок, надо закоротить на конце. Далее обратимся к простой формуле. Допустим нам необходим отрезок в 73 градуса для работы на частоте 7.05Мгц. Тогда наш отрезок кабеля будет равен точно 90 градусам на частоте 7.05 х (90/73)=8.691МгцЭто означает, что перестраивая трансивер по частоте, на 8.691Мгц наш КСВ-метр должен указать минимум КСВ т.к. на этой частоте длина кабеля будет 90 градусов, а для частоты 7.05Мгц он будет ровно 73 градуса. Будучи закороченным, он проинвертирует кор. замыкание в бесконечное сопротивление и таким образом никак не будет влиять на показания КСВ-метра на частоте 8.691 Мгц.Для этих измерений необходим либо, достаточно чувствительный КСВ-метр, либо, достаточно мощный эквивалент нагрузки, т.к. придется увеличить мощность трансивера для уверенной работы КСВ-метра, если ему не будет достаточно мощности для нормальной работы. Этот метод дает очень высокую точность измерений, которая ограничена точностью КСВ-метра и точностью шкалы трансивера. Для измерений также можно воспользоваться антенным анализатором VА1, о котором я уже упоминал ранее. Разомкнутый кабель укажет на вычисленной частоте нулевой импеданс. Это очень удобно и быстро. Думаю, этот метод будет очень полезным для радиолюбителей.
Александр Барский (VАЗТТТ), vаЗ[email protected]соm
Ассиметричная антенна GP
Антенна представляет собой (рис.1) не что иное как «грундплэйн» с удлиненным вертикальным излучателем высотой 6,7 м и четырьмя противовесами длиной 3,4 м каждый. В точке питания установлен широкополосный трансформатор сопротивлений (4:1). На первый взгляд, указанные размеры антен¬ны могут показаться неправильными. Тем не менее, сложив длину излучателя (6,7 м) и противовеса (3,4 м), убеждаемся, что общая длина антенны составляет 10,1 м. С учетом коэффициента укорочения, это Лямбда/2 для диапазона 14 МГц и 1Лямбда для 28 МГц. Трансформатор сопротивлений (рис.2) изготовлен по общепринятой методике на ферритовом кольце от ОС черно-белого телевизора и содержит 2×7 витков. Он установлен в точке, в которой входное сопротивление антенны составляет около 300 Ом (аналогичный принцип возбуждения используется в современных модификациях антенны Windom). Средний диаметр вертикала — 35 мм. Для достижения резонанса на требуемой частоте и более точного согласования с фидером можно в небольших пределах изменять размеры и положение противовесов. В авторском варианте антенна имеет резонанс на частотах около 14,1 и 28,4 МГц (КСВ=1,1 и 1,3 соответственно). При желании, увеличив указанные на рис.1 размеры примерно вдвое, можно добиться работы антенны в диапазоне 7 МГц. К сожалению, в этом случае «испортится» угол излучения в диапазоне 28 МГц. Впрочем, применив П-образное согласующее устройство, установленное около трансивера, можно использовать авторский вариант антенны для работы в диапазоне 7 МГц (правда, с проигрышем в 1,5…2 балла по отношению к полуволновому диполю), а также в диапазонах 18, 21, 24 и 27 МГц. За пять лет эксплуатации, антенна показала неплохие результаты, особенно в 10-метровом диапазоне.
Укороченная антенна на 160 метров
Укоротковолновиков нередко возникают трудности с установкой полноразмерных антенн для работы на низкочастотных KB диапазонах. Один из возможных вариантов исполнения укороченного (примерно в два раза) диполя диапазона 160 м приведен на рисунке. Общая длина каждой из половин излучателя — около 60 м. Они сложены втрое, как это схематически показано на рисунке (а) и удерживаются в таком положении двумя концевыми (в) и несколькими промежуточными (б) изоляторами. Эти изоляторы, а также подобный им центральный изготавливают из негигроскопичного диэлектрического материала толщиной примерно 5 мм. Расстояние между соседними проводниками полотна антенны — 250 мм.
В качестве фидера используют коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. На среднюю частоту любительского диапазона (или требуемого его участка — например телеграфного) антенну настраивают, перемещая две перемычки, соединяющие ее крайние проводники (на рисунке они изображены штриховыми линиями), и соблюдая симметрию диполя. Перемычки не должны иметь электрического контакта с центральным проводником антенны. С указанными на рисунке размерами резонансная частота 1835 кГц была достигнута при установке перемычек на расстоянии 1,8 м от концов полотна Коэффициент стоячей волны на резонансной частоте — 1,1. Данные о его зависимости от частоты (т. е. о полосе пропускания антенны) в статье отсутствуют.
Антенна на 28 и 144 мгц
Для эффективной работы в диапазоне 28 и 144 МГц необходимы вращающиеся направленные антенны. Однако применять на радиостанции две раздельные антенны такого типа обычно не представляется возможным. Поэтому автором были предпринята попытка совместить антенны обоих диапазонов, выполнив их в виде единой конструкции. Двухдиапазоная антенна представляет собой двойной «квадратат на 28 МГц, на несущей траверсе которого укреплен девитиэлементный волновой канал на 144МГц (рис. 1 и 2). Как показала практика, их взаимное влияние друг на друга незначительно. Влияние волнового канала компенсировано некоторым уменьшением периметров рамок «квадрата». «Квадрат” же, на мой взгляд, улучшает параметры волнового канала, увеличивая усиление и подавление обратного излучения.Питаются антенны с ломощю фидеров из 75-го омного коаксиального кабеля. Фидер «квадрата” включен в разрыв нижнего угла рамки вибратора (на рис. 1 слева). Небольшая асимметрия при таком включении вызывает лишь незначительный перекос диаграммы направленности в горизоинтальной плоскости и не сказывается на остальных параметрах. Фидер волнового канала включен через симметрирующее U-колено (рис-3). Как показали измерения КСВ в фидерах обеих антенн не превышает 1,1. Мачта антенны может быть выполнена из стальной или дюралевой трубы диаметром 35-50 мм. К мачте прикреплен редуктор, совмещенньй с реверсивным двигателем . К фланцу редуктора с ломощыо двух металлические накладок болтами М5 привинчена траверса «квадрата”, изготовленная из сосновой древесины. Сечение траверсы — 40Х40 мм. На ее концах укреплены крестовины, которое поддержвают восемь деревянных шестов «квадрата” диаметром 15-20 мм. Рамки выполнены из голого медного провода диаметром 2 мм (можно применить провод ПЭВ-2 1,5 — 2 мм). Периметр рамки рефлектора 1120 см, вибратора 1056 см. Волновой канал может быть выполнен из медных или латунных трубок или прутков. Его траверса укреплена на траверсе «квадрата” при помощи двух скоб. Настройки антенны не имеет особенностей. При точном повторении рекомедуемых размеров она может и не понадобится. Антенны на протяжении нескольких лет работы на радиостанции RA3XAQ показали хорошие результаты. На 144 МГц было проведено немало DX связей — с Брянском, Москвой, Рязанью, Смоленском, Липецком, Владимиром. На 28 МГц в общей сложности установлено более 3.5 тысяч QSO, среди них — с VP8, CX, LU, VK, KW6, ZD9 и др. Конструкция двухдиапазоннюй антенны была трижды повторена радиолюбителями Калуги (RA3XAC, RA3XAS, RA3XCA) и также получила положительные оценки.
P.S. В восмидесятых годах пршлого столетия стояла точно такая антенна. В оснавном делал для работы через низко-орбитные спутники… RS-10, RS-13, RS-15. Использовал UW3DI c Жутяевским трансвертером, и на прием Р-250. Все получалось неплохо десятью ваттами. Квадраты на десятке работали хорошо, много VK, ZL, JA и т.д.… Да и проход был тогда замечательный!
Антенна представляет собой вертикальный вибратор на рабочие частоты 7,05; 14,150; 21,2МГц. На самом низкочастотном участке 7МГц полотно работает, как четвертьволновый вибратор. На 14МГц – вибратор 5/8 L. На 21МГц, как полуволновый излучатель. Переключение диапазонов осуществляется дистанционной подачей напряжения постоянного тока на реле расположенное у основания антенны. Когда реле обесточено – задействован диапазон 20метров, при этом полотно антенны гальванически заземлено, а ВЧ питание производится через омега согласующее устройство. При подаче напряжения на реле коммутации, в диапазонах 40 и 15метров происходит электрическое, корректирующее удлинение полотна последовательно включённой индуктивностью.
В качестве вибратора используется дюралевая труба диметром 22…30мм. Петля омега согласующего выполнена из алюминиевой трубки или прутка диаметром 4,5…8мм. Нижние части закреплены на пластине из текстолита, на которой располагается карболитовая коробка от пускателя с размещёнными в ней конденсаторами, катушкой и реле РЭН-33. Катушка индуктивности имеет 5 витков посеребряного медного провода диаметром 2,5мм на каркасе диметром 45мм и длиной 30мм. В качестве конденсаторов можно использовать постоянные или подстроечные. При значительных мощностях передатчика возможна замена на эквивалентные отрезки коаксиального кабеля, как ёмкости.
Настройка производится по минимуму КСВ:
— на диапазоне 20м подбором ёмкостей C2 и C1;
— на 15м – подбором числа витков катушки L1;
— на 40м — не требуется.
Удобно, при настройке на 20м, в качестве C1 и C2 временно использовать подстроечные конденсаторы типа КПК-2, при минимальной мощности передатчика, с последующей заменой на постоянные. До 100Ватт выходной мощности будет вполне достаточно электрической прочности таких подстроечных ёмкостей, пропаяв в заключении контакты скольжения, т.к. они работают в токовых цепях. Противовесы располагаются над плитой перекрытия, либо утапливаются в слой утеплителя. Таким образом элементы арматурной сетки дополняют количество противовесов при их минимальном числе.
Важно то, чтобы провод противовесов в таком случае, был в полиэтиленовой изоляции и изолирован на конце. В противном случае из-за влажного контакта противовесов и гранул керамзитового утеплителя возникнут помехи в виде шума и шорохов при приёме. Вибратор выводится насквозь кровли и обматывается в месте прохода пластиком. Одновременно такой вариант крепления не требует специальных наружных оттяжек крепления. Тем не менее капроновые оттяжки не помешают.
Автором получены следующие результаты. КСВ на всех трёх диапазонах: не хуже 1,5. При переключении с Inv.V на эту антенну разница на ближних трассах расстояний не отмечена. На дальних трассах имеет место прирост сигнала на приём 1…1,5 балла, на передачу корреспонденты отмечают прирост от 1,5 до 2-х баллов. В настоящее время многие коротковолновики используют довольно мощные (до 100 Вт) и компактные приемопередатчики. Однако для выездов на природу в этом случае чаще всего приходится брать довольно большие антенны, транспортировать и устанавливать которые нелегко. Поэтому определенный интерес представляют укороченные антенны, которые при небольших размерах имеют вполне удовлетворительную эффективность и позволяют проводить радиосвязи на средние и большие расстояния при мощности передатчика соответственно около 10 и 100 Вт.
Довольно простую укороченную вертикальную антенну (рис.1) для диапазона 40 м предложил немецкий радиолюбитель Rudolf Kohl, DJ2EJ. Антенна довольно компактна, но, по мнению автора, имеет неплохие параметры. Она представляет собой вертикальный излучатель длиной 2,5 м, емкостное реактивное сопротивление которого компенсирует удлиняющая катушка L1. Противовесами являются 6 горизонтальных проводников длиной по 2,5 м. Согласование входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением коаксиального кабеля обеспечивает катушка L2. Точную настройку антенны на рабочую частоту производят изменением индуктивности удлиняющей катушки L1 с помощью колец из порошкового железа, перемещаемых внутри катушки. Индуктивность согласующей катушки L2 достаточно подобрать при первоначальной настройке антенны. Для этой схемы согласования предпочтительна гальваническая связь всех компонентов, предотвращающая образование на антенне статического заряда.
Учитывая, что противовесы не являются идеальной «землей» и в них протекает небольшой ВЧ ток, для предотвращения затекания этого тока на внешнюю поверхность оплетки коаксиального кабеля обязательно следует установить эф-фективный кабельный дроссель (рис.2), расположенный непосредственно под противовесами. Кроме того, если для антенны в качестве опорной применяется металлическая мачта, то ее следует электрически «разорвать» диэлектрической вставкой.
КПД антенны зависит от отношения сопротивления излучения к сопротивлению потерь. Большое влияние на КПД оказывают потери в земле в ближнем поле антенны и добротность удлиняющей катушки. Повышенные сопротивления проводов и переходные сопротивления всех ВЧ токоведущих соединений снижают КПД антенны.
Потери в диэлектриках и изоляторах особенно сильно проявляются в местах, где присутствует высокое ВЧ напряжение, поэтому для укороченной антенны, имеющей низкое сопротивление излучения (1,6 Ом) и приемлемый КПД, требуется согласующая цепь с малыми потерями. Для этого целесообразно объединять согласующие элементы и излучающие проводники в одну электрически и механически законченную конструкцию.
Антенна, установленная на высоте 3 м над поверхностью земли, имеет коэффициент усиления -4,6 dBi при вертикальном угле возвышения максимума излучения 28°, что позволяет проводить радиосвязи на средние расстояния. Для радиосвязей на большие расстояния требуется, чтобы антенна излучала под малым углом к горизонту. Для этого (как следует из графика на рис.3) требуется установить антенну повыше.
Конструкция согласующего узла показана на рис.4 и 5. Согласующая цепь и изолирующие элементы образуют единый блок. Круглый пруток из полиэфирного стеклопластика длиной 1 м соединяется с монтажной панелью, на которой крепятся шесть противовесов длиной по 2,5 м каждый, ВЧ разъем для подключения коаксиального кабеля и согласующая катушка L2 (на отдельном монтажном уголке). Несколькими сантиметрами выше монтажной панели на стеклопластиковом прутке закреплена удлиняющая катушка L1. На верхнем конце стеклопластико-вого прутка находится держатель, в котором жестко фиксируется вертикальный излучатель длиной 2,5 м. Ниже монтажной панели располагается кабельный ВЧ дроссель. Тонкий стеклопластиковый пруток служит для перемещения направляющей гильзы с тремя сложенными вместе кольцевыми сердечниками Т157-2 (DHap=39,9; DBHyTp=24,1; h=14,5 мм) из порошкового железа.
Нижний конец стеклопластиково-го прутка, на котором закреплены согласующие элементы, вставляется в алюминиевую мачту. При небольшой высоте установки антенны для крепления мачты в земле достаточно конического винта. Нижняя часть антенны (противовесы) должна находиться на высоте не менее 2,5 м от земли. Такая высота установки обеспечивает и снижение влияния потерь в земле на КПД антенны, и электробезопасность (снижается риск прикосновения к противовесам в режиме передачи). Если требуется «всепогодная» антенна, то согласующий узел следует защитить от дождя и сырости пластмассовым кожухом.
В авторском варианте противовесы изготовлены из тонкостенных омедненных стальных трубок диаметрами 8 и 4,5 мм, а для вертикального излучателя длиной 2,5 м используются две трубки диаметрами 11,5 и 8 мм. Для снижения ВЧ напряжения на верхнем конце излучателя установлен алюминиевый шарик 030 мм. Моточные данные катушек приведены в таблице.
Первоначальная настройка антенны заключается в подборе индуктивности удлиняющей катушки L1 на выбранной частоте и индуктивности катушки 12 до получения КСВ в кабеле, близкого к 1. При эксплуатации антенны потребуется только подстройка индуктивности катушки L1.
В летние месяцы в течение всего дня антенна, установленная на высоте всего лишь 2,5 м над землей, позволяла без проблем проводить CW- и SSB-радиосвязи с любительскими радиостанциями всей Европы на передатчик мощностью 10 Вт. С передатчиком мощностью 100 Вт и поднятой выше антенной в соответствующие периоды времени были проведены радиосвязи с DX. Особенно впечатляет чистый прием на природе, в местах, где практически отсутствуют промышленные помехи. Здесь в приемнике звучит «тончайшая первоматерия — чистейшая и высочайшая форма воздуха», как греческие философы называли светоносный эфир!
При уменьшении индуктивности удлиняющей катушки L1 и незначительном изменении индуктивности катушки L2 антенна может работать в одном из более высокочастотных KB диапазонов. При этом, с ростом частоты ее эффективность увеличивается. Однако, начиная с диапазона 21 МГц, ее диаграмма направленности в вертикальной плоскости начинает приобретать многолепестковый характер.
По материалам статьи «Kleiner unsymmetrischer vertikaler Dipol», опубликованной в журнале CQ DL, №8/2008.
Подготовил В.Корнейчик. И.ГРИГОРОВ, RK3ZK.
Коллектив Сов.Антенна предлагает вертикальную антенну на диапазоны 40 и 30 м которая будет отличным дополнением к Вашему трайбендеру. Антенна выполнена по классическому принципу и имеет систему из 4-х противовесов на каждый диапазон (противовесы в комплект не входят). Вертикал имеет высоту 7.5 м и укорочен высокодобротной катушкой. Антенна обладает высокой эффективностью и практически не уступает в работе полноразмерному вертикалу. Вес антенны около 6 кг, что позволяет устанавливать антенну одному. Антенна выполнена из толстостенных дюралевых труб АД31Т1. На фото изображенна антенна установленная у Владимира RV9CJ. Стоимость антенны 8000 р. |
Начато производство 3-х диапазонных безтраповых вертикалов на диапазоны 40, 30 и 20 м (7, 10 и 14 мГц).Высота антенны 7.5 мАнтенна практически эквивалентна соответствующим четверть волновым вертикалам.Для нормальной работы антенны неободимы по 4 противовеса на каждый диапазон.Входное сопротивление близко к 50 Ом.Цена антенны 9200 р.Предлагается КИТ — дополнительный излучатель 20 м (14 мГц) для уже установленной антенны SAV 4030. Полный комплект с крепежём. Цена набора 1200 р. |
Начато производство антенны на диапазоны 40 и 20 м. Антенна проверена в работе и показала отличные результаты. Антенна представляет собой полный аналог SAV 4030 с боковым излучателем настроенным на диапазон 20 м.
Полоса пропускания по КСВ
Антенна требует системы противовесов по 4 шт на каждый диапазон.
Высота антенны 7.5 м.
Вес антенны около 6 кг.
В комплект входит набор для сборки антенны, плита с изоляторами и хомутами, вертикальная установочная стойка длиной 0.6 м.
Противовесы не входят в комплект антенны.
В упакованном виде набор имеет длину 1.7 м.
Стоимость антенны 8000 р.
На фидере у точки питания антенны желательно установить запорный дроссель .
Возможно комплектование вертикалов новым проводом П-274М (полёвка) для изготовления противовесов. Провод сплетённый из 2 проводов. Цена — 8 р. за п.м. Началось про изводство траповых многодиапазонных вертикаловБудут выпускаться следующие антенны:
14 — 18 — 24 мГц
18 — 24 мГц
| SAVT 40-15 7 — 14 — 21 мГц вертикальная антенна Эффективная трёхдиапазонная антенна для работы в диапазонах 7 мГц, 14 мГц, 21 мГц. От четырёхдиапазонной эта конструкция отличается большей длиной и более широкой полосой на более низкочастотных диапазонах. Большая длина способствует большей эффективности антенны в диапазоне 40 м. Антенна обладает малым весом и пригодна для использования в качестве выездной. Длина упаковки около 1.5 м. Высококачественные трапы обеспечивают хорошие электрические параметры антенны. Полоса с КСВ 7 мГц — 180 кГц 14 мГц — 270 кГц 21 мГц — 1.0 мГц Антенну легко можно подстроить в предпочтительный участок диапазона.Усиление антенны — 2.15 dBi. Высота антенны — 7.4 м.Вес антенны около 6 кг.Цена антенны — 9000 р |
SAVT 40-10 7 — 14 — 21 — 28 мГц вертикальная антенна Эффективная четырёхдиапазонная антенна для работы в диапазонах 7 мГц, 14 мГц, 21 мГц, 28 мГц. Антенна обладает малым весом и пригодна для использования в качестве выездной. Длина упаковки около 1.5 м. Высококачественные трапы обеспечивают хорошие электрические параметры антенны.Полоса с КСВ 7 мГц — 100 кГц 14 мГц — 180 кГц 21 мГц — 340 кГц 28 мГц — 1.3 мГц Антенну легко можно подстроить в желательный участок диапазона.Усиление антенны — 2.15 dBi. Высота антенны — 6.7 м.Вес антенны около 6 кг.Антенна комплектуется площадкой крепления антенны к стойке диаметром 40 мм. В комплекте прилагается стойка длиной 40 см. Для штатной работы антенне требуется система противовесов по 4 шт. на каждый диапазон. Противовесы в комплект не входят. Допустимая мощность (в SSB) — 1300 Вт, на диапазоне 7 мГц — 1000 Вт.Цена антенны — 9900 р |
SAVT 30-12 W 10 — 18 — 24 мГц вертикальная антенна Эффективная трёхдиапазонная антенна для работы в диапазонах 10 мГц, 18 мГц, 24 мГц. Антенна обладает малым весом и пригодна для использования в качестве выездной. Длина упаковки около 1.5 м. Высококачественные трапы обеспечивают хорошие электрические параметры антенны.КСВ по диапазонам не более — 1.3 . Усиление антенны — 2.15 dBi.Высота антенны — 5.3 м.Вес антенны около 5 кг.Антенна комплектуется площадкой крепления антенны к стойке диаметром 40 мм. В комплекте прилагается стойка длиной 40 см. Для штатной работы антенне требуется система противовесов по 4 шт. на каждый диапазон. Противовесы в комплект не входят. Цена антенны — 8500 р | ||
|
Начато производство новых универсальных трёхдиапазонных антенн предназначенных для эффективной работы на диапазонах 14 мГц, 21 мГц и 28 мГц (SADV 14-28) и 10 мГц, 18 мГц и 24 мГц (SADV 10-24). Особенностью антенн являются их небольшие размеры, позволяющие устанавливать антенну в условиях ограниченного пространства, что очень удобно на дачах, небольших крышах и в поездках. Для установки антенны требуется мачта (труба) высотой от 3-х м и выше. Антенне не требуются противовесы, а при наличии простейшего поворотного устройства ориентация на корреспондента даёт прирост сигнала около 2-х баллов по S-метру. При этом диаграмма направленности близка к круговой и аналогична диаграмме антенны Inv-V, т.е. имеет диаграмму в виде двух восьмёрок одна из которых имеет горизонтальную, а другая вертикальную поляризацию, что позволяет уверенно проводить радиосвязи как со станциями ближней так и дальней зоны.
Вес антенны около 6 кг.
Полоса пропускания по КСВ
14 мГц — 200 кГц
21 мГц — 250 кГц
28 мГц — 680 кГц
У антенны SADV 10-24 КСВ в пределах диапазонов не превышает 1.3
Длина плеча SADV 14-28 — 4,5 м, SADV 10-24 — 5,5 м
Усиление антенны — 2.15 dBi
Входное сопротивление — 50 Ом. Желательна запитка через балун 1:1 любой конструкции.
Антенна изготавливается в модификации для мощности 1300 Вт.
Цена антенны SADV 14-28 — 12000 р, SADV 10-24 — 13000 р.
Низкочастотная, с вертикальной поляризацией — Меандр — занимательная электроника
Антенны с вертикальной поляризацией, начиная с классического «четвертьволнового штыря», популярны у радиолюбителей. Причин тому несколько. Во-первых, большинство из них имеют круговую или близкую к ней диаграмму направленности по азимуту. Это важно в любительской радиосвязи для простых антенн, поскольку потенциальные корреспонденты могут находиться в любом направлении. Во-вторых, в вертикальной плоскости они обычно имеют «прижатую» к земле диаграмму направленности, что важно для проведения DX-связей. И в-третьих, они достаточно удобны конструктивно — в частности, для установки на ограниченных по площади крышах жилых зданий.
Но есть и одна проблема — практически все такие антенны требуют хорошей «земли», которую реализуют обычно в виде набора четвертьволновых противовесов. Конструктивно их вроде бы удобно разместить непосредственно на крыше здания, но в этом случае из-за близости к нему они вносят в антенную систему некоторые потери, особенно заметные при небольшом числе противовесов. Уйти от этих потерь сравнительно несложно — достаточно не укладывать противовесы на крышу, а поднять их на высоту примерно 2 м. Но это крайне неудобно с конструктивной точки зрения — ни на крыше жилого здания, ни на деревенском участке…
Установка таких антенн на низкочастотные любительские диапазоны вызывает, конечно, известные затруднения. Для диапазона, скажем, 80 метров обычный GP уже имеет высоту около 20 м. А полноразмерные противовесы вписываются в круг диаметром 40 м. Это уже нереально для большинства радиолюбителей и крыш жилых домов в городе. Да и в сельской местности, пожалуй, тоже. По этой причине разработаны различные варианты укороченных антенн, но, как известно, укорочение в данном случае — это компромиссное решение, снижающее эффективность антенны.
Швейцарский коротковолновик HB9SL предложил проволочную антенну (рис. 1), которая имеет значительную вертикальную составляющую с диаграммой направленности в вертикальной плоскости, близкой к хорошему GP. Он назвал её VP2E, что расшифровывается как «Vertical Polarized 2 Element» или же «двухэлементная антенна с вертикальной поляризацией». Строго говоря, эту антенну вряд ли можно считать двухэлементной. Скорее всего, её можно рассматривать как проволочный излучатель с длиной, близкой к рабочей длине волны, запитанный в стороне от центра и подвешенный на одной мачте в виде перевёрнутой буквы V. При желании, конечно, её можно трактовать как полуволновый излучатель, запитанный в стороне от центра, к концу которого добавлен ещё один полуволновый излучатель, запитанный с конца (что-то вроде «антенны Фукса»).
Рис. 1
Но, независимо от трактовки, эту антенну отличает наличие заметной вертикальной составляющей и то, что для её работы не требуется хорошая «земля» (противовесы). Для установки нужна только одна мачта.
Длины участков излучателя L1 и L2 равны 0,492λ, а расстояние от края излучателя до точки запитки излучателя L3 выбрано 0,139λ. При этом, по расчётам автора, входное сопротивление антенны будет около 50 Ом. Угол при вершине (в точке перегиба излучателя) — около 140°. Высота мачты Н2 должна быть примерно 0,18λ (т. е. меньше, чем высота полноразмерного GP!). Концы излучателя должны отстоять от «земли» на расстояние Н1 и Н3 около 0.03λ.
Исходно антенну VP2E автор опробовал на диапазоне 80 метров. Вот какие он привёл размеры: L1 = L2 = 39 м; L3 = 11 м; Н1 = НЗ = 2,3 м; Н2 = 15 м. Для изготовления излучателя использовался антенный канатик диаметром 2,5 мм. При указанных размерах входное сопротивление на частоте 3,78 МГц (соответствовала минимальному значению КСВ по диапазону) у неё было 48+j2,8 Ом, что обеспечило на ней КСВ не более 1,1. Заметим, что при таких размерах антенну можно установить даже на «пятиэтажке».
На рис. 2 приведены результаты расчёта по программе ELNEC диаграмм направленности трёх антенн: VP2E, GР (четвертьволновый с четырьмя противовесами) и полуволнового диполя, установленного на высоте 15 м (две мачты!). Диаграммы приведены для направления, соответствующего максимумам излучения в горизонтальной плоскости для диполя и VР2Е. Как видно из этого рисунка, \/Р2Е и вР имеют сходные диаграммы направленности, но при угле примерно 20° (близок к оптимуму для РХ-связей) VP2E обеспечивает уровень сигнала примерно на 4 дБ больше, чем GР и примерно на 7 дБ больше, чем диполь.
Рис. 2
Это понятно, поскольку при такой высоте установки диполя максимум его диаграммы направленности «смотрит» в зенит.
В отличие от GР, антенна VР2Е обладает некоторой направленностью в горизонтальной плоскости, как, впрочем, и диполь. Результаты расчёта диаграмм направленности в горизонтальной плоскости для этих трёх антенн приведены на рис. 3. Эти диаграммы рассчитаны для угла излучения в вертикальной плоскости 20°. В этом случае диполь и VР2Е имеют схожие диаграммы направленности и примерно одинаковое отношение излучений в направлении максимума диаграммы к её минимуму (около 10 дБ). Иными словами, по этому параметру VР2Е не уступает диполю. Однако VР2Е выигрывает у диполя примерно 7 дБ в направлении максимума излучения. По параметру «всенаправленности» обе антенны, естественно, уступают GP, который имеет круговую диаграмму. Но если ориентироваться на уровень «не хуже GР», ширина лепестка в направлениях максимума излучения будет не менее 60°.
Рис. 3
Несколько слов о конструкции антенны VР2Е. Поскольку у этой антенны есть заметная вертикальная составляющая, поддерживающая её мачта должна быть из диэлектрика или иметь развязывающие вставки в металлической мачте. За два десятка лет, прошедших с момента появления VР2Е, эту антенну повторяли многие радиолюбители. Были сообщения в Интернете, что она «неплохо работает» и с металлической мачтой, если мачта не заземлена. Этого нельзя исключать, поскольку длина мачты «нерезонансная». Но в любом случае она при этом может несколько искажать диаграммы направленности антенны. И главное, «неплохо работает” — это только устные оценки радиолюбителей, никто не проводил объективных измерений её характеристик при замене диэлектрической мачты на металлическую.
Целесообразно, по-видимому, как и в любой проволочной антенне, на фидер в месте его подключения к антенне ввести кабельный дроссель («токовый балун»).
Вполне естественно, что антенну VР2Е повторяли и на другие диапазоны. Особенно компактной она будет на более высокочастотные диапазоны. Действительно, для диапазона 20 метров высота поддерживающей мачты может быть всего около 4м — такая конструкция размещается практически на любой крыше. Более того, эта антенна очень удобна для работы в полевых условиях, когда поблизости нет подходящих для установки антенны деревьев, например, в поле или в горах. В качестве мачты при этом можно использовать диэлектрические удилища, которые удобны для транспортировки.
Интересные эксперименты с различными антеннами (в том числе и с УР2Е), в которых в качестве мачты используется удилище, проводил UA6HJQ. С результатами этих экспериментов можно ознакомиться в статье «Носимые КВ антенны для высокогорных экспедиций» по адресу http://goryham.qrz.ru/ant/udo4ka.htm#5 на его сайте. Поскольку распространённые удилища в собранном виде имеют длину 4…7 м, на их основе можно выполнять антенны VР2Е на диапазоны 7 МГц и выше. Для надёжной работы удилища в качестве мачты антенны его надо несколько доработать. Информация о том, как это сделать, есть на сайте UA6HJQ.
Его вариант антенны VР2Е был предназначен для работы на диапазоне 20 метров. Мачта была высотой Н2 = 4,2 м, а длины излучателя — h2=h3= 10,4 м. Концы излучателей были удалены от «земли» на расстояние Н1 = Н3 = 0,6 м. UA6HJQ просчитал этот вариант в известной программе MMANA (файл для расчёта есть в упомянутой статье на его сайте). Он обнаружил, что точку подключения фидера в его варианте антенны целесообразно несколько сместить (L3 = 6,3 м). Это и не удивительно. Правая часть излучателя (по рис. 1) — это полуволновый диполь со смещённой от центра точкой питания, а это смещение можно делать в любую сторону от его центра. При этом, правда, по данным автора несколько изменилась и диаграмма направленности в горизонтальной плоскости — стала более «круговой».
КСВ у его антенны был 1,5 на частоте 14 МГц, 1,1 — на частоте 14,1 МГц, 1,7 — на частоте 14,3 МГц. Иными словами, он был вполне приемлемым в пределах всего диапазона 20 метров.
Антенна VР2Е известна же более 20 лет. Естественно, что рано или поздно у радиолюбителей возникала мысль о её использовании на нескольких диапазонах. Практически любая многодиапазонная антенна является компромиссной. Даже те антенны, у которых удаётся реализовать приемлемое значение КСВ на нескольких диапазонах (без отдельного согласующего устройства), на разных диапазонах будут иметь различные диаграммы направленности. И там, где на одном из них был максимум излучения, на другом может быть минимум. Но здесь уже ничего не поделаешь — возможности по установке антенн для большей части радиолюбителей весьма ограничены, и часто приходится мириться с теми характеристиками, которые имеет в конкретных условиях единственная антенна.
При наличии отдельного согласующего устройства антенна VР2Е может эксплуатироваться на нескольких любительских диапазонах как своеобразный «длинный провод». В частности, это реально для «полевого» её варианта. В этом случае длина фидера обычно бывает не более 10 м, и дополнительные потери в нём, связанные с повышенным КСВ на некоторых диапазонах, будут невелики.
Но, конечно, всегда интересен вариант, когда на каких-то диапазонах КСВ не сильно отличается от единицы, и антенну можно эксплуатировать на них без дополнительного согласующего устройства. Интересный вариант введения в подобную антенну второго диапазона предложил в своё время украинский коротковолновик UR0GT. На диапазоне 40 метров его антенна работает как INVERTED V, и настройка её на этом диапазоне производится коррекцией общей длины излучателя. А для практически независимой подстройки на диапазоне 20 метров, где она работает как VP2E, в точке перегиба излучателя добавляется свободно свисающий проводник длиной около 1 м. Изменяя его длину, можно сдвигать рабочую частоту на этом диапазоне. На диапазоне 40 метров его влияние незначительно, поскольку на этом диапазоне он находится в пучности тока.
Об экспериментах RW6AVK с подобным вариантом антенны можно ознакомиться по адресу http://www.lan23.ru/misc/VP2E_2b/2bVP2E.html на его странице.
Автор: Борис СТЕПАНОВ (RU3AX), г. Москва
Источник: Радио №12, 2016
Вертикальная многодиапазонная антенна — Просто о технологиях
Автор adminВремя чтения 38 мин.Просмотры 245Опубликовано
ODXC
Сергей RW3XA, октябрь 2005
English version
Как правило, для работы вертикальной антенны на нескольких диапазонах, в вибратор антенны вводятся специальные конструктивные элементы для настройки антенны в резонанс на разных диапазонах.
Эти элементы могут быть сосредоточенными (LC, L, C, например, антенна Cushcraft R7000) или распределенными (шлейфы, линии, например, антенна GAP-Titan). Т.е. вибратор “разбит” на несколько частей между которыми и находятся те самые настроечные элементы, обеспечивающие резонанс антенны на рабочих диапазонах.
Чем больше таких элементов, тем больше сложностей с их оптимальной настройкой, да и надежность конструкции в целом оставляет желать лучшего из-за того что вибратор “разрезан” изоляторами.
Конечно, за счет того что антенна является многорезонансной, для смены диапазона достаточно переключить диапазон в трансивере – просто и удобно, но не все так хорошо если ваши близкорасположенные соседи по хобби активны в эфире – шорохи и щелчки от сигналов соседей с других диапазонов являются обычным делом.
Многодиапазонную вертикальную антенну можно сделать и по совершенно другому конструктивному принципу: излучающая часть антенны цельная и подключается к контуру, согласующему импеданс антенны с фидером. Другими словами, входное сопротивление вибратора на любой частоте имеет комплексную величину, т.е.
активную и реактивную составляющие, а контур согласует (преобразовывает) комплексную величину входного сопротивления вибратора с активным сопротивлением фидера. Естественно, для оптимального согласования на каждый диапазон нужен отдельный переключаемый согласующий контур.
Совмещенный многодиапазонный контур не лучший выбор – очень сложно добиться оптимального согласования (ведь для разных диапазонов и схемы согласования могут быть разные) и обеспечить необходимую добротность, соответственно, будет больше потерь чем при отдельном согласовании для каждого диапазона.
Материалов о подобных конструкциях сравнительно мало (например, QST, ARRL), хотя они имеют некоторые достоинства перед другими вертикалами. Например: 1. Механическая прочность вибратора из-за отсутствия изоляторов. 2. Возможность и удобство оптимальной настройки КСВ на стыке антенна-фидер (т.е. настройка контура). 3. Простота при установке за счет меньшего веса практически “голой” трубы (если не считать короткой емкостной нагрузки вверху в моем случае). 4. За счет переключаемого резонанса вибратора, улучшается подавление вне диапазонных сигналов на прием и гармоник на передачу.
Как это ни странно звучит, но данная антенна является реализацией идеи использования любой “железяки” в качестве КВ антенны.
? Конечно в данном случае я не имею ввиду совсем крайние случаи, например, телескопическую антенну длинной 1 метр от бытового радиоприемника, раскачанную от ГТ321А до свечения неонки, хотя, в начале 80-х подобный опыт был (может кто помнит радиолюбительское троеборье РЛТ и CW тест на 3.5МГц?)…
Итак, в данном случае я хотел бы поделиться конкретными результатами того что в итоге получилось.
Безусловно, это не панацея и полноразмерная одно диапазонная антенна может работать и лучше, но в ряду многодиапазонных антенн, а речь идет об антеннах на 9 КВ диапазонов, на мой взгляд, данная конструкция явно заслуживает внимания, особенно для тех у кого нет возможности установить что-нибудь солидное, а с DX работать хочется.
Естественно, под “любой длинной” подразумевается разумная длина при которой теоретический КПД на наименьшей частоте (1.8МГц) будет хотя бы несколько десятков процентов, т.е. общая длинна должна быть хотя бы метров 10. Далее, с помощью отдельного LC контура для каждого КВ диапазона, антенна согласуется с 50-омной активной нагрузкой, т.е.
50-омный фидер может быть произвольной длинны. Т.е. получается такая блок-схема антенной системы: антенна – блок согласующих переключаемых контуров – фидер. Антенна вертикальная, без трэпов, шлейфов и подобных согласующих (и ненадежных) элементов в вибраторе. Образно говоря, просто вертикальная труба.
А для некоторого электрического удлинения использована простая, ненастраиваемая емкостная нагрузка вверху вибратора. В общем, исходя из того какие трубы были в наличии на момент изготовления (а это было еще в 1996 году), общая длина получилась около 13 метров.
Отмерено шагами :-), а для проверки идеи точнее и не надо было! Только через пару лет при замене растяжек и по просьбе друзей, измерил точную длину антенны, получилось 12.85 м. По большому счету, конкретная длина не критична – все можно согласовать контурами. Однако, надо иметь в виду, что даже сравнительно небольшое изменении общей длинны антенны (см. ниже) может повлиять на настройку согласующих контуров и даже на схему их включения, в итоге настройка может получится достаточно трудоемкой и длительной. Именно для того чтобы упростить настройку, минимизировать мучительные творческие изыскания при согласовании, поделиться реальными результатами и написан этот материал.
Конструкция.
5 метров самой нижней трубы (см. рис.1) – диаметр 50мм, далее 5 метров диаметр 40мм, 2м -диаметр 20мм, 85см -диаметр 10мм. Все трубы из дюралюминия, общая длинна 12.85м. На расстоянии 2.85м от верхнего конца антенны, т.е.
на стыке 40мм и 20мм труб, закреплены (и гальванически соединены с вибратором) 4 провода емкостной нагрузки из 3мм медного канатика длинной по 1.4 метра. На концах проводов установлены изоляторы к которым крепятся 4 капроновые растяжки верхнего яруса. Нижний ярус (тоже из 4 растяжек) расположен на уровне 5 м от основания.
К торцу нижней 50мм трубы жестко прикручен керамический изолятор, который соединен с втулкой опирающейся на стальной шарик диаметром 10мм (см. рис.2). Т.е. получается, что вся антенна стоит только на этом шарике.
Рис.1. Общие размеры антенны.
Рис.2. Конструкция опорного узла.
Очень похоже на конструкцию обнинской Высотной метеорологической мачты (ВММ310), которая введена в эксплуатацию в 1959г., имеет высоту 310м, и шарик там всего 30 см диаметром.
Достоинство данного решения в том, что за счет шарика к керамическому изолятору прилагается только безопасное усилие на сжатие, а не на изгиб, соответственно, в вертикальной трубе антенны весьма эффективно гасятся механические резонансы и вибрация от ветровой нагрузки. К основанию подключены 8 противовесов (4шт. длинной 20м, 4 шт.
длиной 10м), а также и контур заземления проходящий по крыше 9-этажного жилого дома. У основания антенны установлен блок согласования, представляющий из себя герметизированную металлическую коробку размерами 390x250x120 мм, в которой находятся 8 штук двух обмоточных реле типа “хлопушка”. Реле установлены якорем вниз, т.е.
в неактивном состоянии якорь свободно висит между замыкаемыми контактами. Управление на реле подается по 8-ми жильному кабелю UTP (витая пара для локальной сети) от двух полярного источника питания 24V/1A (лучше если будет 27V).
Для повышения электрической прочности к наведенному электричеству все схемы согласующих LC контуров выполнены с гальваническим связью антенны и фидера с землей. Для согласования диапазонов 14 и 21 МГц используется один и тот же контур, поэтому левая замыкающая группа реле Р5 (см. схему) используется для переключения фидера на другую антенну. Фидер с волновым сопротивлением 50 Ом может иметь произвольную длину.
Рис.3. Схема блока коммутации диапазонов.
Рис.4. Конструкция блока коммутации (фото)
Намоточные данные катушек индуктивности.
L
внутренний диаметр каркасамм
диаметр провода мм
длина намотки мм
количество витков
отвод
L1*
35
4
45
7.5
3
L2*
35
4
55
8
4.5
L3
40
1.8
в/в
47
–
L4
40
1.8
в/в
35
6/11
L5
36
2.5
52
18.5
8.5
L6*
35
4
55
9
8.5
L7
32
2.5
50
13
4.5
( * бескаркасная намотка, в/в – виток к витку)
Настройка.
Настройка антенны, а точнее согласующих контуров, производилась с помощью анализатора AEA HF SWR Analyst и трансивера Yaesu FT-990AC с приоритетом в CW участках КВ диапазонов.. Анализатор использовался для общей, визуальной настройки и подбора схем включения контуров.
Надо иметь ввиду, что анализатор производит измерения при очень маленькой мощности и, соответственно, чувствителен к эфирным сигналам, что может проявляться в хаотических искажениях диаграммы КСВ. Трансивером проверялись итоговые настройки КСВ, но они только подтвердили то, что было настроено с помощью анализатора. Измерения КСВ после фидера (т.
е. уже внизу) дали те же зависимости по диапазонам, а уровень КСВ не изменился или стал еще ниже (примерно на 0.1) за счет потерь в кабеле. КСВ всегда можно настроить в “1”, зависит от кропотливости и потраченного времени. В моем случае уровень КСВ до 1.1-1.
2 показался вполне достаточным на момент настройки, с расчетом “потом настрою еще лучше”, но “потом” почему-то так и не наступило ?
Результаты.
Опыт эксплуатации показал (работаю на такой антенне на всех КВ диапазонах с 1997г.), хотя теория и пугала невысокой эффективностью (особенно на 1.
и сравнительно высокими лепестками в вертикальной плоскости (на 18МГц и выше), но на практике оказалось все даже очень не плохо! Хотя, давать объективную оценку качеству работы всенаправленной антенны достаточно сложно, т.к. в этом участвует много факторов, например: прохождение, мощность передатчика, опыт оператора и т.п.. Но те кто принимал участие в охоте за DX до середины 2004г (т.
к. c этого времени я пока не активен в эфире по независящим от HAMRADIO причинам), наверняка вспомнят мой позывной и это было бы более весомо чем моя субъективная оценка… Прямое сравнения с другими антеннами в моем случае невозможно, т.к. она у меня всего одна. Однако, косвенные сравнения при работе с DX говорят о достаточно высокой эффективности на всех КВ диапазонах.
На эту антенну и 100W (это 90% QSO, остальные с помощью 3хГУ50 и только на 3.5/7/14Mc) c 1997 и до 2004г. сработано 325 стран по DXCC, из них 322 CW. Здесь можно посмотреть часть QSO из лога. На НЧ диапазонах ближняя зона явно ослабляется (в сравнении с соседями). Особенно была заметна разница при косвенном сравнении c R7000+, совсем не в пользу последней.
Несколько раз, во время выезда в полевые условия, блок согласования снимался с крыши и подключался к антенне с аналогичными размерами, но из труб меньшего диаметра (примерно в 1.5. раза меньше). Антенна устанавливалась на земле с изолятором и такими же 8-ю радиалами. Относительно антенны установленной на крыше, КСВ изменялся максимум на 0.2-0.
3 и то за счет незначительно сдвига КСВ по частоте. Графики значений КСВ антенны (установленной на крыше 9-эт. панельного дома) на различных КВ диапазонах приведены ниже. При приеме, ослабление сигналов на других диапазонах (т.е.
если антенна включена не на “свой” диапазон) составляет в среднем 10-20дб, и эта дополнительная фильтрация очень даже пригодилась: значительно снижалась помеха от моего соседа RA3XO, работающего на соседнем диапазоне на вертикальную антенну находившуюся в 12м от моей. Такая же по принципу антенна, но высотой около 18м для повышения эффективности на НЧ диапазонах, используется у RW3XW. При этом, естественно, параметры LC контуров получились совершенно другие.
Рекомендации.
1. В процессе эксплуатации (через год, два) стал проявляться эффект отсутствия приема на некоторых диапазонах. Именно “на прием”, т.к. после передачи даже одной короткой точки (на минимальной мощности) все встает на свои места…
Оказалось, что причиной является окисление открытых посеребренных контактов реле. Замена на реле того же типа, но с другим покрытием, уменьшает вероятность этой проблемы процентов на 90 и тем не менее “редко, но бывает”. В этой связи, желательно вместо открытых реле использовать вакуумные замыкатели, например В1В.
2. Т.к.
конденсаторы подключены к “горячим концам” согласующих контуров, то при передаче на них может присутствовать весьма значительное напряжение (примерно до 1KVpp при 100-200W). Мною использовались конденсаторы КВИ (импульсные, реактивная мощность для них не нормируется) на напряжения 5-10KV.
При таком запасе по напряжению, КВИ достаточно стабильны, а при номинальных напряжениях могут значительно греться и, соответственно, доставить массу хлопот, т.к. КВИ это импульсные и не подходят для мощностей более 500Вт…
Если предполагается излучение большей мощности, то рекомендуется ставить только конденсаторы К15-У с соответствующей реактивной мощностью (КВар) и запасом по напряжению (не менее 1.5).
КСВ по диапазонам.
P.S.
Применительно к HAMRADIO, любая антенна (впрочем, как трансивер, PA, компьютер) является всего лишь инструментом для проведения QSO. Инструмент может быть эффективным или “не очень”, японским или самодельным и т.д.
(кому что нравится), но сам по себе он не является определяющим фактором! Эти “железки” могут только повысить эффективность работы оператора, но никак не заменить его.
И даже в цифровых RTTY и PSK, уж про CW и не говорю, именно оператором определяется что, где, когда и как, хотя непосвященному и кажется что все делает компьютер. А тех операторов у которых в шеке главным является “железо”, пусть и достойное, очень даже хорошо “слышно”.
В смысле, “уши мои бы не слышали..”. Давайте гармонично совершенствовать и аппаратуру и свою квалификацию как оператора, ведь в этой гармонии и есть смысл HAMRADIO!
Кв антенны
Главная > Антенны > Кв антенны
Даже представить себе невозможно, сколько антенн становится вокруг нас: мобильный телефон, телевизор, компьютер, беспроводной роутер, радиоприемники. Есть даже антенные устройства для экстрасенсов.
Что такое антенна кв? Большинство людей, не связанных с радио, ответит, что это длинный провод или телескопический штырь. Чем он длиннее, тем лучше приём радиоволн. Доля истины в этом есть, но ее очень мало.
Так каких же размеров должна быть антенна?
Эффективная КВ антенна
Важно! Размеры всех антенн должны быть соизмеримы с длиной радиоволны. Минимальная резонансная длина антенны равна половине длины волны.
Слово резонанс означает, что такая антенна может эффективно работать только в узкой полосе частот. Большинство антенн именно резонансные. Существуют и широкополосные антенны: за широкую полосу приходится расплачиваться эффективностью, а именно коэффициентом усиления.
Почему же работает стереотип, что чем длиннее кв антенны, тем они эффективнее? На самом деле это так, но до определённых пределов, так как это характерно только для средних и длинных волн. А с увеличением частоты размеры антенн можно уменьшить. На коротких волнах (это длины примерно от 160 до10 м) размеры антенн уже могут быть оптимизированы для эффективной работы.
Диполи
Самые простые и эффективные антенны – это полуволновые вибраторы, их ещё называют диполями. Запитываются они в центре: в разрыв диполей подаётся сигнал от генератора.
Радиолюбительские портативные антенны могут работать как передающие, так и как приёмные.
Правда, передающие антенны отличаются толстым кабелем, большими изоляторами – эти особенности позволяют им выдерживать мощность передатчиков.
КВ диполь на крыше дома
Самое опасное место у диполя – это его концы, где создаются пучности напряжения. Максимум тока у диполя получается посередине. Но это не страшно, потому что пучности тока заземляют, тем самым, защищая приемники и передатчики от грозовых разрядов и статического электричества.
Обратите внимание! При работе с мощными радиопередатчиками можно получить удар от высокочастотных токов. Но ощущения будут не такими, как от удара от розетки.
Удар будет ощущаться как ожог, без тряски в мышцах. Это получается из-за того, что высокочастотный ток течёт по поверхности кожи и вглубь тела не проникает.
То есть от антенны можно подгореть снаружи, но внутри остаться нетронутым.
Многодиапазонная антенна
Довольно часто необходимо установитъ более одной антенны, но это не удается. И ведь помимо радиоантенны на один диапазон нужны антенны и на другие диапазоны. Решение задачи – использовать многодиапазонную антенну кв диапазона.
Обладая довольно приличными характеристиками, многодиапазонные вертикальные антенны могут решить антенную проблему для многих коротковолновиков. Они становятся очень популярными по ряду причин: нехватка пространства в стеснённых городских условиях, рост числа любительских радиодиапазонов, так называемая жизнь «на птичьих правах» при съёме квартиры.
Многодиапазонная антенна в городе
Многодиапазонные вертикальные антенны не требуют много места для своей установки. Портативные конструкции можно расположить на балконе либо выйти с этой антенной куда-нибудь в близлежащий парк и поработать там в полевых условиях. Самые простые Кв антенны представляют собой одиночный провод с несимметричной запиткой.
Кто-то скажет укороченная антенна – это не то. Волна любит свой размер, поэтому кв антенна должна быть большой и эффективной. С этим можно согласиться, но чаще всего нет возможности для приобретения такого устройства.
Изучив интернет и посмотрев конструкции готовых изделий от разных фирм, приходишь к выводу: их очень много, и они очень дорогие. А всего в этих конструкциях провод для кв антенн и полтора метра штырька. Поэтому будет интересен, особенно начинающему, быстрый, простой и дешевый вариант самодельного изготовления эффективных кв антенн.
Вертикальная антенна (Ground Plane)
Ground Plane – это вертикальная антенна для радиолюбителей с длинным штырем, равным четверти длины волны. Но почему четверти, а не половине? Здесь недостающая половина диполя – это зеркальное отражение вертикального штыря от поверхности земли.
Но так как земля очень плохо проводит электричество, то в качестве нее используют либо листы металла, либо просто несколько проводов, раскинутых ромашкой. Их длину тоже выбирают равной четверти длины волны. Это и есть антенна Ground Plane, в переводе значит земляная площадка.
Заземление Ground Plane антенны
Большинство автомобильных антенн для радиоприёмников сделано по такому же принципу. Длина волны радиовещательной УКВ диапазона – это около трёх метров. Соответственно четверть полуволны будет 75 см. Второй луч диполя отражается в корпусе автомобиля. То есть такие конструкции должны принципиально монтироваться на металлической поверхности.
Коэффициент усиления антенны – отношение напряженности поля, получаемого от антенны, к напряженности поля в той же точке, но полученного от эталонного излучателя. Это отношение выражается в децибелах.
Рамочная магнитно-петлевая антенна
В тех случаях, когда простейшая антенна не может справиться с задачей, может использоваться вертикальная магнитно-петлевая антенна. Её можно сделать из дюралевого обруча. Если в горизонтальных рамочных антеннах на их технические показатели не оказывает влияние геометрическая форма и способ запитки, то на вертикальные антенны это оказывает влияние.
Магнитная антенна из обруча
Такая антенна функционирует на трёх диапазонах: десять, двенадцать и пятнадцать метров. Перестраивается с помощью конденсатора, который должен быть надежно защищен от атмосферной влаги. Питание осуществляется любым кабелем 50-75 Ом, потому как согласующее устройство обеспечивает трансформацию выходного сопротивления передатчика в сопротивление антенны.
Укороченная дипольная антенна
Существуют укороченные антенны на 7 МГц, длина плеч которых составляет всего около трёх метров. Конструктив антенны включает в себя:
- два плеча порядка трех метров;
- изоляторы на краях;
- веревочки для оттяжек;
- катушка удлинительная;
- небольшой шнур;
- центральный узел.
Длина намотки катушки составляет 85 миллиметров и 140 намотанных вплотную витков. Точность здесь не так важна. То есть если витков будет больше, то это можно компенсировать длиной плеча антенны. Можно укорачивать и длину намотки, но это более сложно, придётся распаивать концы крепления.
Длина от края намотки катушки до центрального узла составляет порядка 40 сантиметров. В любом случае после изготовления антенну придётся настраивать подбором длины.
Вертикальная кв антенна своими руками
Как смастерить самому? Взять ненужную (или купить) недорогую удочку из карбона, 20-40-80. Наклеить на нее с одной стороны бумажную полоску с разметками точек.
В отмеченные места вставить клипсы для подключения перемычек и шунтирования ненужной катушки. Таким образом, антенна будет переключаться с диапазона на диапазон.
В заштрихованных областях будут намотаны укорачивающая катушка и указанное количество витков. В саму «удочку» вставляется штырь.
Походная антенна из удочки
Также понадобятся материалы:
- медный обмоточный провод используется диаметром 0,75 мм;
- провод для противовеса диаметром 1,5 мм.
Штыревая антенна обязательно должна работать с противовесом, иначе она не будет эффективной. Итак, при наличии всех этих материалов останется только намотать проволочный бандаж на удилище так, чтобы получилась сначала большая катушка, затем меньше и ещё меньше. Процесс переключения диапазонов антенны: от 80 м до 2 м.
Выбор первого кв трансивера
При выборе коротковолнового трансивера начинающего радиолюбителя в первую очередь надо уделить внимание тому, как его купить, чтобы не ошибиться. Какие тут есть особенности? Существуют необычные узкоспециализированные радиостанции – это не подходит для первого трансивера. Не нужно выбирать носимые радиостанции, предназначенные для работы на ходу со штыревой антенной.
Трансивер PICASTAR
Такая радиостанция не удобна для того, чтобы:
- ее использовать в качестве радиолюбительского обычного аппарата,
- начать проводить связь;
- научиться ориентироваться в радиолюбительском коротковолновом эфире.
Также есть радиостанции, которые программируются исключительно с компьютера.
Простейшие самодельные антенны
Для радиосвязи в полях бывает нужно связаться не только на расстояния в сотни километров, но и на небольшие расстояния с маленьких носимых радиостанций. Не всегда возможна устойчивая связь даже на небольшие расстояния, так как рельеф местности и крупные постройки могут мешать распространению сигнала. В таких случаях может помочь подъём антенны на небольшую высоту.
Высота даже такая, как 5-6 метров, может дать значительную прибавку в сигнале. И если с земли была слышимость очень плохая, то при подъёме антенны на несколько метров ситуация может значительно улучшиться.
Конечно, установкой десятиметровой мачты и многоэлементной антенны однозначно улучшится и дальняя связь. Но мачты и антенны есть не всегда.
В таких случаях выручают самодельные антенны, поднятые на высоту, например, на ветку дерева.
Немного слов о коротковолновиках
Коротковолновиками являются специалисты, обладающие знаниями в области электротехники, радиотехники, радиосвязи. К тому же они владеют квалификацией радиста, способны вести радиосвязь даже в таких условиях, в которых не всегда соглашаются работать профессионалы-радисты, а в случае необходимости способные быстро найти и устранить неисправность в своей радиостанции.
Молодые коротковолновики
В основе работы коротковолновиков лежит коротковолновое любительство – установление двусторонней радиосвязи на коротких волнах. Самыми юными представителями коротковолновиков являются школьники.
Антенны мобильных телефонов
Ещё десяток лет тому назад из мобильных телефонов торчали небольшие пипочки. Сегодня ничего такого не наблюдается. Почему? Так как базовых станций в то время было мало, то повысить дальность связи можно было, только увеличив эффективность антенн. В общем, наличие полноразмерной антенны мобильного телефона в те времена повышало дальность его работы.
Сегодня, когда базовые станции натыканы через каждые сто метров, такой необходимости нет. К тому же с ростом поколений мобильной связи есть тенденция увеличения частоты. Вч диапазоны мобильной связи расширились до 2500 МГц. Это уже длина волны всего 12 см. И в корпус антенны можно вставить не укороченную антенну, а многоэлементную.
Без антенн в современной жизни не обойтись. Их разнообразие такое огромное, что о них можно рассказывать очень долго. Например, существуют рупорные, параболические, логопериодические, направленные антенны.
Видео
Сайт “Cner”
Получившие среди коротковолновиков широкое распространение вертикальные антенны типа «Ground Plane» не обладают достаточной широкополосностью и без дополнительной подстройки могут быть применены для работы только в узкой полосе частот.
Так называемые «толстые» вертикальные антенны, излучающая поверхность которых имеет разнообразные формы, свободны от этого недостатка и удовлетворительно работают в диапазоне частот с коэффициентом перекрытия до 3. Наибольшее распространение получили конические (рис.
1, а) и экспоненциальные (рис.1, б) антенны. Волновое сопротивление конической антенны постоянно вдоль ее длины и зависит от угла α при вершине конуса.
Широкополосные свойства антенны возрастают с увеличением α и достигают оптимума при α=б0—70°; в этом случае волновое сопротивление антенны равно примерно 70—80 ом.
Экспоненциальная антенна, волновое сопротивление которой возрастает вдоль её длины приблизительно по экспоненциальному закону, обладает такими же широкополосными свойствами, как и коническая.
В то же время экспоненциальная антенна имеет большое преимущество — ее максимальный диаметр в 3 раза меньше, чем у конической.
Для коротковолнового диапазона практически не представляется возможным осуществить антенну со сплошной излучающей поверхностью в виде фигур, изображенных на рис. 1.
Подобные антенны выполняют из трубок или проводов. Для экспоненциальных антенн, кроме того, плавную огибающую заменяют ломаной.
На радиостанции UW4HW используется экспоненциальная антенна на диапазоны 14, 21 и 28 мГц, конструкция которой показана на рис. 2. Излучающая система антенны образована шестью проводами, расположенными в вертикальных плоскостях под углом 60° один к другому. В основании и на вершине антенны провода электрически соединены вместе и с помощью изоляторов укреплены на несущей мачте.
Последняя изготовлена из трех одинаковых по длине отрезков труб, соединенных изолирующими вставками. В качестве несущей мачты можно использовать также деревянный шест. Форма антенны обеспечивается распорками, укрепленными на уровне одной трети общей высоты антенны. Каждая распорка заканчивается изолятором, через который проходит провод антенны.
При необходимости можно отказаться от установки распорок и обеспечить форму антенны с помощью растяжек, крепящихся к проводам в точках перегиба с применением изоляторов. В этом случае, если мачта имеет достаточную жесткость, можно обойтись без дополнительных растяжек. Питание антенны осуществляется с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 ом.
Центральную жилу подсоединяют к нижней точке антенны, а экранирующую оплетку — к хорошему заземлению при установке антенны непосредственно на земле или к искусственной земле, если антенна устанавливается на крыше дома. Искусственной землей может служить металлическая крыша или шесть горизонтальных проводов, радиально расходящихся от основания антенны.
Провода искусственной земли располагаются в одних вертикальных плоскостях с соответствующими излучающими проводами антенны и имеют длину, равную длине излучающих проводов.
Антенна и искусственная земля выполнены из медного провода диаметром 1,5 мм. Практически измеренные значения КСВ в диапазоне частот от 14,0 до 29,7 мГц находятся в пределах 1,2—1,9.
Расчет размеров антенны для других диапазонов частот несложно произвести, задаваясь длиной проводов антенны в пределах (0,24—0,28) λмин и углом α у основания антенны в пределах 60—70°.
Опыт использования описываемой антенны показывает, что по своим характеристикам она превосходит антенну типа «Ground Plane» и благодаря простоте исполнения может успешно применяться в радиолюбительской практике.
Многодиапазонные вертикальные антенны
Антенны с электрически управляемой диаграммой направленности давно занимают важное место как в профессиональной, так и радиолюбительской практике.
Один из примеров таких антенн — разнообразные фазированные антенные решетки (ФАР), которые, оставаясь неподвижными относительно земли (самолета, ракеты), позволяют сканировать пространство в радиолокации. У радиолюбителей это — антенны с переключаемой диаграммой направленности, чаще всего — двухэлементные с переключением “вперед — назад”.
На наиболее длинноволновых любительских KB диапазонах им, по-видимому, вообще нет альтернативы, так как построение вращающихся монстров суперзатратно. Кроме того, по сравнению с поворотными антеннами такие антенны обладают замечательным свойством — диаграмму можно изменять мгновенно и в любом желаемом направлении.
В свое время девятиэлементную KB ФАР разработал и успешно применял замечательный спортсмен и конструктор Георгий Румянцев (UA1DZ), который, к сожалению, не оставил общедоступного ее описания. Однако известные детали этой конструкции хорошо поясняют общие проблемы построения таких антенн.
Так, выбор типа и числа элементов диктуется желаемым усилением, а в ФАР еще и соображениями симметрии. Вертикальные элементы обладают осевой симметрией диаграммы направленности, что облегчает получение одинакового усиления во всех направлениях.
Георгием был сделан, по-видимому, трудный выбор в пользу четвертьволновой электрической длины элементов, что заставило изготовить громоздкую и конструктивно непростую сетку из проводов над крышей, симулирующую необходимую для таких элементов проводящую поверхность.
Ну и, насколько мне известно, значительной проблемой оказалось обеспечение многодиапазонности. В результате был создан элемент, обеспечивший работу антенны в полосе 10…30 МГц. Антенна в целом отвечала самым высоким требованиям UA1DZ — спортсмена мирового уровня. Интересно, что фазирующая система позволяла ему управлять диаграммой как по азимуту, так и по возвышению главного лепестка, что позволяет оптимизировать работу антенны для различных трасс.
Исходя из известных общих положений теории антенн и собственных условий и требований, я изготовил двухэлементную фазируемую антенну для дачной “позиции”. Исходил, прежде всего, из наличия на садовом домике кровли из гофрированного алюминия. Можно было рассчитывать на то, что такая крыша близка к “идеально проводящей поверхности”.
Это предопределило выбор четвертьволновых элементов. Сравнительно небольшие ее размеры меня не смущали — имеются работы, доказывающие, что качество заземления вблизи основания чертвертьволнового излучателя важнее его размеров.
Длина конька крыши (5 м) продиктовала расстояние между излучателями, которое, кстати, является вполне приемлемым компромиссом для диапазонов 40—10 метров. В этом смысле антенна UA1DZ тоже, конечно, компромиссная.
Тем, кто совсем не знаком с антеннами данного типа, достаточно будет заглянуть в любое издание книги К.Ротхаммеля.
А тем, кто хочет не просто повторить, но творчески переработать антенну, рекомендую замечательную книгу И. Гончаренко “Антенны KB и УКВ”, ч. 2, где раздел 3.2 целиком посвящен особенностям реальных вертикальных антенн.
Теоретический предел усиления двух четвертьволновых излучателей над идеально проводящей поверхностью — 8,14 дБи, что примерно соответствует усилению трехэлементной Яги или двойного квадрата. Но как к нему приблизиться? Это, впрочем, непросто и в случае любых других антенн.
Формулы для расчета длины дополнительной фазирующей линии для получения в идеальном случае максимального усиления или ослабления малополезны, так как они не учитывают потери в элементах и кровле, влияние собственно земли, взаимное влияние, а также неизбежные комплексность, разброс и частотную зависимость параметров элементов.
Моделирование в MMANA снимает эти вопросы только отчасти, хотя подтверждает возможность получения самых различных диаграмм — от кардиоиды до классического главного лепестка с вариантами подавленного заднего (задних). Тем не менее очень рекомендую “поиграть” в этой программе.
Два одинаковых четвертьволновых излучателя над идеальной землей создаются в ней элементарно, а предусмотренные в программе возможности регулировки фаз и амплитуд питающих токов позволят вам многое проверить.
Не забывая о теории, я полностью доверился практике. В качестве элементов применил два многодиапазонных траповых вертикала BTV4 на 40, 20, 15 и 10 метров. Очень приличные антенны, которые выпускает фирма Hustler (США). Обладая отменной электрической и механической прочностью, они без оттяжек легко выдерживают любые ветры на московских многоэтажках.
При этом среди подобных они, видимо, самые недорогие. Легко настраиваются перемещением трапов. Они лишь требуют небольшого удлинения вверху, так как рассчитаны на американский вариант диапазона 40 метров (7000…7400 кГц). Некоторая настройка, прежде всего, по критериям одинаковости, а также по минимуму КСВ все же потребовалась. Взаимное влияние элементов очень сильное.
Я настраивал каждый из них в присутствии второго, но нагруженного на 50 Ом. Сразу заложил возможность оперативного управления длиной фазирующей линии. Ориентиром служила ее теоретическая длина для диапазона 20 метров и расстояния между элементами 5 м. С кабелем со сплошной полиэтиленовой изоляцией, имеющим коэффициент укорочения 0,66, она должна быть 3,3 м.
Предусмотрел возможность переключения длины через каждые 0,5 м, начиная с нуля. Наиболее просто коммутация осуществляется обычными галетными переключателями на 11 положений. Первый из них подключает одну из линий с длинами 0; 0,5; 1; … 5 м. Второй подключает, последовательно с первой линией, вторую с длинами 0; 5; 10; 15 м.
Позже выяснилось, что вторая секция нужна только для диапазона 40 метров, на котором оптимальная длина линии около 7 м. Такая секция, однако, будет необходима для диапазонов 80 и 160 метров, если вы осуществляете фазирование и на этих диапазонах. Кабеля нужно много. Я остановился на недорогом кабеле RG-58 со сплошным полиэтиленом.
По сравнению с встречающемся в продаже кабелем RG- 58 со вспененным полиэтиленом он имеет меньший коэффициент укорочения и поэтому меньшую физическую длину. Он достаточно тонок, чтобы все перечисленные выше отрезки поместились в небольшом настольном блоке размерами 30x25x25 см. Кабель электрически прочен, чтобы легко выдержать в линии половину моих 500…700 Вт.
При выборе кабеля и переключателей не надо забывать, что в двухэлементной антенне фидеры, линии и переключатели работают при половинной мощности (в четырехэлемент- ной при четверти мощности и т. д.).
В 50-омной цепи галетный переключатель при близких к единице КСВ в фидерах и фазирующей линии описываемой антенны вполне обеспечивает хорошую надежность при половине от разрешенной мощности 1 кВт. Я все же везде включал в параллель две галеты на точку коммутации. Любителям QRO, конечно, надо подумать о выборе более мощных элементов и кабеля.
При этом, скорее всего, придется пожертвовать возможностью произвольно изменять длину линии в широких пределах. Теоретически, в узкой полосе частот, возможна эквивалентная замена любого отрезка кабеля двухэлементной LC-цепью.
При синтезе такой цепи можно учесть комплексность входного сопротивления элементов, необходимость обеспечения не только требуемого соотношения фаз, но и амплитуд. Техническая реализация “в точке” при этом очень проста — катушка индуктивности и конденсатор. Однако оптимизация диаграммы в диапазоне частот все равно потребует набора LC-цепей, как и набора отрезков кабеля.
Переменные L и С позволяют определить при настройке оптимальные параметры и заменить их затем постоянными элементами. Фазирующая цепь вместо линии привлекательна тем, что в ней одновременно с обеспечением необходимой фазы можно получить и практически произвольный коэффициент передачи, что должно улучшать эффект сложения (вычитания) полей.
Помня, что “практика — критерий истины”, я поместил вдоль линии элементов, на удалении около 20 м (на заборе участка), индикатор поля. На всех диапазонах от 40 до 10 метров наблюдалась замечательная картина переключения “вперед—назад”, с отчетливыми максимумами усиления и подавления.
Точные значения F/B едва ли представляют интерес, так как при угле возвышения 0 градусов (поле на высоте забора) мы имеем отнюдь не достоверную картину усиления, так как главный лепесток на самом деле приподнят. Было хорошо видно, что максимум усиления и подавления совпадает только для диапазона 20 метров.
Именно поэтому полезно иметь возможность изменения фазы, позволяющую выбрать максимум усиления, подавления или что-то компромиссное. Так, если вы зовете уверенно слышного DX, вы предпочтете максимум усиления. Если вы боретесь за прием — приоритет за подавлением помех мешающих станций или за улучшением соотношения сигнал/шум.
То и другое вы можете получить изменением длины фазирующей линии. Для своей антенны я определил следующие физические длины фазирующей линии: диапазон 10 метров — 1,5 м; 15 метров — 2 м; 20 метров — 3 м; 40 метров — 7 м. Особенности прохождения, “затачивание” антенны под DX или под контест, борьба с помехами и прочее требуют изменения длины в пределах 10—20 %.
Конечно, захотелось попробовать заставить антенну работать и на диапазоне 80 метров. Для этого пришлось применить два тьюнера в основании элементов в виде удлиняющей индуктивности с отводом для подключения кабеля. Мои антенны настроились на 80 метров при подключении катушки диаметром 100 мм, длиной намотки около 100 мм и числе витков — 15.
Понимая, что в этом элементе протекают большие реактивные токи, я не экономил на проводе, намотав катушку проводом сечением 4 кв. мм. От положения отвода, от 1/8 до 1/4 от заземленного конца, зависят значение КСВ и полоса частот. Остановился на значении КСВ
Направленность на этом диапазоне выражена слабо, так как мало расстояние между элементами. Поэтому на 80 метрах я включаю элементы параллельно (синфазное включение). При этом работает она просто прекрасно, как хорошая антенна с малым углом возвышения и круговой диаграммой. Ну а на основных диапазонах наблюдается классическая работа направленной антенны.
На 20 метрах субъективно — очень хорошо, только чуть хуже — на 10 и 40 метрах. При диаграмме типа кардиоиды, т.е. с неподавленными боками, не испытываю особого дискомфорта из-за наличия только двух направлений. Мгновенное переключение позволяет быстро выбирать “бок”, который в данный момент меньше страдает от замираний.
Не забывайте, что в точке подключения TRX сопротивление антенны будет примерно вдвое меньше сопротивления каждого из элементов (в идеале 25 Ом). Любой РА с обычным П-контуром обеспечит необходимое согласование “на передачу”.
А вот рассогласование с неизменным стандартным входным сопротивлением TRX 50 Ом искажает картину приема — максимум громкости не обязательно означает максимум усиления. Связываю прекрасную работу антенны, прежде всего, с малыми потерями в алюминиевой крыше, в добротно выполненных алюминиевых же элементах, а также фидерах и линии, работающих при малых КСВ.
Налицо хорошие условия для формирования в ближней зоне реактивного поля с малыми тепловыми потерями. Ну а согласно закону сохранения энергии, вся подведенная энергия, независимо от размеров антенны, если не теряется, то обязательно излучается. Отсюда все разнообразие маленьких антенн, которые очень нередко показывают прекрасные результаты.
Нет никаких принципиальных препятствий для фазирования и электрически полуволновых мультибендов, например, GAP TITAN или UT1MA. Такие антенны, вполне уместные на наших железобетонных крышах, имеют, однако, примерно вдвое большую высоту, а также требуют подъема над поверхностью крыши (земли). Хочу обратить внимание контестменов на способность многодиапазонных ФАР осуществлять прием одновременно на нескольких диапазонах и направлениях. Перемещая точку подключения приемника (приемников) вдоль фазирующей линии, можно получить все разнообразие возможных диаграмм. Так как линия является частью 50-омного кабеля, соединяющего элементы, весь этот кабель или любую его часть можно рассматривать как фазирующую линию. Поэтому потенциально точек подключения много и возможна одновременная многодиапазонная работа антенны. Разумеется, потребуется анализ влияния входного сопротивления приемников, которое можно ослабить применением развязывающих устройств, выполняющих одновременно функцию защиты приемников в режиме передачи. Убежден, что именно ФАР являются альтернативой тупиковому при ограниченных ресурсах обычному подходу к оборудованию радиостанций как эконом-, так и самого высокого класса.
Вячеслав Власов (RX3AJ).
Фазирование многодиапазонных вертикальных антенн
Сохрани ссылку в одной из сетей:
ФАЗИРОВАНИЕ МНОГОДИАПАЗОННЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АНТЕНН
Власов В.П. (RX3AJ), к.т.н.
Антенны с электрически управляемой диаграммой направленности давно занимают важное место как в профессиональной, так и радиолюбительской практике.
Яркий пример таких антенн – разнообразные фазированные антенные решётки (ФАР), которые, оставаясь неподвижными относительно земли, самолёта, ракеты позволяют сканировать пространство в радиолокации.
У радиолюбителей это – антенны с переключаемой диаграммой, чаще всего – двухэлементные с переключением «вперёд – назад». На наиболее длинноволновых любительских КВ диапазонах им, по-видимому, вообще нет альтернативы, так как построение вращающихся монстров суперзатратно.
Кроме того, по отношению к поворотным антеннам, антенны с управляемой диаграммой обладают замечательным свойством – диаграмму можно изменять мгновенно и в любом желаемом отношении – например, изменяя угол наклона главного лепестка.
В своё время 9 – элементную КВ ФАР разработал и успешно применял замечательный спортсмен и конструктор Г. Румянцев, который, к сожалению, не оставил общедоступного описания своей легендарной антенны. Однако известные детали этой конструкции хорошо поясняют общие проблемы построения таких антенн.
Так, выбор типа и количества элементов антенны диктуется желаемым усилением, а в ФАР еще и соображениями симметрии. Вертикальные элементы обладают осевой симметрией диаграммы направленности, что облегчает получение одинакового усиления во всех направлениях.
Георгием был сделан, по-видимому, трудный выбор в пользу четвертьволновой электрической длины элементов, что заставило изготовить громоздкую и конструктивно непростую сетку из проводов над крышей, моделирующую необходимую для таких элементов проводящую поверхность.
Ну и, насколько мне известно, значительной проблемой оказалось обеспечение многодиапазонности. В результате был создан элемент, обеспечивший работу антенны в полосе 10 – 30 МГц. Антенна в целом отвечала самым высоким требованиям Г. Румянцева – спортсмена мирового уровня.
Интересно, что фазирующая система позволяла ему управлять диаграммой как по азимуту, так и по возвышению главного лепестка, что позволяет оптимизировать работу антенны для различных трасс.
Исходя из известных общих положений теории антенн и собственных условий и требований я изготовил двухэлементную фазируемую антенну для дачной «позиции». Исходил, прежде всего, из наличия на садовом домике кровли из гофрированного алюминия.
Сравнительно небольшие её размеры меня не смущали – имеются работы, доказывающие, что качество заземления вблизи основания чертвертьволнового излучателя важнее его размеров. Это предопределило выбор четвертьволновых элементов.
Длина конька крыши – 5 м – продиктовала расстояние между ними, которое, кстати, является хотя и компромиссным, но вполне приемлемым для диапазонов 40 – 10 м. В этом смысле антенна Румянцева тоже, конечно, компромиссная.
Тем, кто совсем не знаком с антеннами данного типа, достаточно будет взглянуть в любое издание книги К. Ротхаммеля. Тем, кто хочет не просто повторить, но творчески переработать антенну, особенно рекомендую замечательную книгу И. В. Гончаренко «Антенны КВ и УКВ», ч.2, где раздел 3.2 целиком посвящен особенностям реальных вертикальных антенн.
Теоретический предел усиления двух четвертьволновых излучателей над идеально проводящей поверхностью – 8,14 dBi, что примерно соответствует усилению трехэлементной Яги или двойного квадрата. Но как к нему приблизиться (что, впрочем, непросто и в случае любых других антенн)?
Формулы для расчета длины дополнительной фазирующей линии для получения максимального усиления или ослабления в идеальном случае малополезны, так как они не учитывают потери в элементах и кровле, влияние собственно земли, взаимное влияние, а так же неизбежные комплексность, разброс и частотную зависимость параметров элементов. Моделирование в ММАNА снимает эти вопросы только отчасти, хотя подтверждает возможность получения самых различных диаграмм – от кардиоиды до классического главного лепестка с вариантами подавленного заднего (задних). Тем не менее, очень рекомендую «поиграть» в этой программе. Два одинаковых четвертьволновых излучателя над идеальной землёй создаются в ней элементарно, а предусмотренные в программе возможности регулировки фаз и амплитуд питающих токов позволят вам многое проверить.
Не забывая о теории, я полностью доверился практике. В качестве элементов применил два мультибендовых траповых вертикала BTV4 (40, 20, 15 и 10 м). Очень прилично сделано, производство Hustler, USA. Отменная электрическая и механическая прочность, без оттяжек легко выдерживает любые ветры на московских многоэтажках.
При этом среди подобных видимо, самые недорогие. Легко настраиваются перемещением трапов. Требуют небольшого удлинения вверху, так как рассчитаны на американский диапазон 7000 – 7400 кГц. Некоторая настройка, прежде всего, по критерию одинаковости, а так же минимуму КСВ, все же потребовалась.
Взаимное влияние элементов очень сильное, и я настраивал каждый из них в присутствии второго, нагруженного на 50 Ом.
Сразу заложил возможность оперативного управления длиной фазирующей линии. Ориентиром служила её теоретическая длина для диапазона 20 м и расстояния между элементами 5 м. С кабелем со сплошной полиэтиленовой изоляцией, имеющим коэффициент укорочения 0.66 она составляет 3,3 м.
Предусмотрел возможность переключения длины через каждые 0,5 м начиная с нуля. Наиболее просто коммутация осуществляется обычными галетными переключателями на 11 положений. Первый из них подключает одну из линий с длинами 0; 0,5; 1; … 5 м.
Второй подключает, последовательно к первой линии, вторую с длинами 0; 5; 10; 15 м. Впоследствии выяснилось, что вторая секция нужна только для диапазона 40 м, на котором оптимальная длина линии составляет около 7 м.
Такая секция, однако, будет необходима для диапазонов 80 и 160 м, если вы осуществляете фазирование на этих диапазонах.
Кабеля нужно много. Я остановился на недорогом RG-58 со сплошным полиэтиленом. По сравнению с RG-58 со вспененным полиэтиленом он имеет меньший коэффициент укорочения и, поэтому, меньшую физическую длину.
Он достаточно тонок, чтобы все перечисленные выше отрезки поместились в небольшом настольном блочке размером 30*20*20 см. Электрически прочен, чтобы легко держать в линии половину моих 500 – 700 Вт.
При выборе кабеля и переключателей не забывайте, что элементы, фидеры, линия и переключатели работают в 50 – омной цепи при половинной мощности в двухэлементной антенне, при четверти мощности в четырёхэлементной и т. д.
В 50 – омной цепи галетный переключатель, при характерном для близкого к единице КСВ в фидерах и фазирующей линии описываемой антенны, вполне обеспечивает хорошую надёжность при половине от разрешённой мощности 1 кВт.
Я все же везде запараллелил две галеты на точку коммутации. Любителям QRO, конечно, надо подумать о выборе более мощных элементов и кабеля.
При этом, скорее всего, придётся пожертвовать возможностью произвольно изменять длину линии в широких пределах.
Теоретически, в узкой полосе частот, возможна эквивалентная замена любого отрезка кабеля двухэлементной LC-цепью. При синтезе такой цепи можно учесть комплексность входного сопротивления элементов, необходимость обеспечения не только необходимого соотношения фаз, но и амплитуд.
Техническая реализация «в точке» при этом очень проста – катушка индуктивности и конденсатор. Однако функция оптимизации диаграммы в диапазоне частот всё равно потребует набора LC-цепей, как и набора отрезков кабеля.
Переменные L и C позволяют определить при настройке оптимальные параметры и заменить их затем постоянными элементами.
Фазирующая цепь вместо линии привлекательна тем, что в ней, одновременно с обеспечением необходимой фазы можно получить и практически произвольный коэффициент передачи, что должно улучшать эффект сложения (вычитания полей).
Помня, что практика – критерий истинности, я поместил вдоль линии элементов, на удалении около 20 м (на заборе участка) индикатор поля. На всех диапазонах 40 – 10 м наблюдалась замечательная картина переключения «вперёд-назад», с отчётливыми максимумами усиления и подавления.
Точные значения F/B едва ли представляют интерес, так как при угле возвышения 0 градусов (поле на высоте забора) мы имеем отнюдь не достоверную картину усиления, так как главный лепесток на самом деле приподнят. Было хорошо видно, что максимум усиления и подавления совпадают только для диапазона 20 м.
Именно поэтому полезно иметь возможность изменения фазы, позволяющую выбрать максимум усиления, подавления или что-то компромиссное. Так, если вы зовёте уверенно слышного DX, вы предпочтёте максимум усиления. Если вы боретесь за приём – приоритет за подавлением мешающих станций или за максимальным сигнал/шум.
То и другое вы можете получить изменением длины фазирующей линии.
Для своей антенны я определил следующие средние физические длины фазирующей линии: диапазон 10 м – 1,5 м; 15 м – 2 м; 20 м – 3 м; 40 м – 7 м. Особенности прохождения, «затачивание» антенны под DX`а или под контест, борьба с помехами и прочее требуют изменения длины в пределах 15 – 30 %.
Конечно, захотелось попробовать заставить антенну работать и на диапазоне 80 м.
Для этого пришлось применить два «тьюнера» в основании элементов в виде удлиняющей индуктивности с отводом для подключения кабеля.
Мои антенны настроились на 80 м при подключении катушки диаметром 100 мм, длиной намотки около 100 мм и числе витков – 15. Понимая, что в этом элементе протекают большие реактивные токи, я не экономил на проводе, намотав катушку проводом 4 кв. мм.
От положения отвода, от 1/8 до 1/4 от заземлённого конца, зависит значение КСВ и полоса частот. Остановился на значении КСВ
ВЧ провод
Самая популярная КВ антенна для радиолюбителей с деревьями, используемая в качестве антенных опор, — это диполь.
- NJQRP Squirt
QST Апрель 2001, стр. 40-43
80-метровая антенна уменьшенного размера, разработанная для небольших партий, портативного использования и прекрасного компаньона для QRP или трансивера Warbler PSK31. - Монодиапазонная КВ дипольная антенна
QST Апрель 1993 г., стр. 64
Изготовление и установка диполя на 80, 40, 15 или 10 метров. - Антенна Вот диполь
QST Июнь 1991 г., стр. 23-26
Пошаговое руководство по созданию диполей для любого из диапазонов HF от 1,8 до 28,4 МГц. - The Bent Dipole
QST May 1997, pp. 56-57
Хотя это не строго «проектная» статья, она дает ответ на распространенный вопрос. «Могу я расположить ножки диполя так, чтобы они соответствовали моему двору?» - Питающие дипольные антенны
QST июль 1991 г., стр.22-24
Продолжение вышеупомянутой статьи, посвященное открытой линии подачи проволоки, коаксиальной линии подачи и балунам. . - A Modest Multiband Antenna
QST Июль 1994, стр. 68-69
Конструкция 135-футового многодиапазонного диполя с лестничным питанием. Для этой антенны требуется трансматч (антенный тюнер). (См. — Transmatch / Антенный тюнер) . - Пять диапазонов, без тюнера
QST Июнь 1995 г., стр. 59
Многодиапазонный диполь на 40, 20, 17, 12 и 10 метров.Он питается от лестничной линии, балуна и коаксиального кабеля и не требует антенного тюнера - Возвращение к диполю со смещенным центральным питанием: широкополосная, многополосная антенна
QST августа 1990, стр. 28-34
Обсуждение Windom и диполя с центральным питанием как многодиапазонных антенн. - Широкополосная 80-метровая антенна
QST декабрь 1980 г., стр. 36–37. Отзыв, QST, февраль 1981 г., стр. 46.
Построение и теория работы «клеточной» широкополосной 80-метровой антенны, популярной в 20-е годы прошлого века.
Примечание: ARRLWeb: «Клетка» вернулась! W1AW устанавливает новую / старую антенну. - Простой широкополосный диполь на 80 метров
QST Сентябрь 1993 г. с. 27-30, 76. Простая методика широкополосного подключения с использованием переменного коаксиального кабеля 50 и 75 Ом. - Антенна для бельевой веревки
QST июль 1998 г., стр. 56-58
Несколько замаскированная многодиапазонная антенна лестничного типа, балунного типа с коаксиальным питанием. Требуется антенный тюнер. - Сравнение многодиапазонных диполей
QST ноябрь 1996 г., стр.73-74
Сравнение различных методов многодиапазонных диполей. - Многодиапазонная антенна G5RV … Обновленный сборник по антеннам
ARRL, том 1, стр. 86-90 - QRP-France с антенной «Junk Box Shorty Forty»
QST июль 2001 г., стр. 66-68
Короткий 40-метровый диполь с центральной нагрузкой для портативного QRP - Портативный двухпроводной 20-метровый диполь
QST Февраль 2002 г., стр. 36 - 75- и 10-метровый диполь K8SYL
QST июль 2002 г., стр.32-34 - Диполь с линейной нагрузкой K4VX для 7 МГц
QST Июль 2002 г., стр. 40-42
Короткий, но эффективный 40-метровый диполь - Трибанд диполь для 30, 17 и 12 метров
QEX Март 2015 - «Этот старый диполь» или диполь 101 Семинар по сборке антенн, проведенный в офисе Marshall N1FN в воскресенье, 02.08.98 (ОТЛИЧНОЕ пошаговое описание конструкции диполя с цветными фотографиями. — Ред.)
эффективных проволочных КВ антенн | VU2NSB.com
Автор: Basu (VU2NSB) 6 октября 2019 г.Проволочные КВ антенны — Праймер
Когда мы говорим о проволочных антеннах, первое, что приходит на ум, — это дипольная антенна 1 / 2λ. Это действительно классическая антенна, которая широко используется не только радиолюбителями КВ диапазона, но и радиовещательными компаниями на коротких волнах и различными коммерческими станциями КВ радиосвязи по всему миру. Конечно, существует множество других типов проволочных антенн, не только однолинейных, но и многополосных.Большинство этих антенн имеют низкую стоимость, но их легко изготовить и развернуть. Проволочные антенны для наземной КВ радиосвязи также имеют неплохие характеристики и не могут быть отнесены к категории обычных антенн.Большинство проволочных антенн имеют горизонтальную поляризацию из-за их физической ориентации. Хотя диапазон поверхностных волн (земных волн) этих антенн ниже, чем у антенн с вертикальной поляризацией из-за горизонтальной линейной поляризации, дело в том, что они используют свойства земли (земной поверхности) под ней, чтобы обеспечить отличные рабочие характеристики. которые подходят для распространения ионосферных космических волн на большие расстояния (DX) на ВЧ радиодиапазонах.По сути, эти антенны можно разделить на два различных типа; антенны стоячей и бегущей волны.
Резонансные однодиапазонные антенны на стоячей волне
Диполь — резонансные однодиапазонные антенны
Резонансные антенны на стоячей волне 1 / 2λ обычно имеют двунаправленную диаграмму направленности, перпендикулярную оси провода. Это несмотря на возможность развертывания антенн с асимметричными ориентациями элементов, которые могут не обеспечивать идеальную двунаправленную диаграмму направленности.Более того, резонансные проволочные антенны большей длины, кратные 1 / 4λ (обычно нечетное кратное), демонстрируют совершенно другую диаграмму направленности излучения, которая может быть более наклонена к оси проволоки. Кроме того, проволочные антенны не всегда могут быть развернуты горизонтально по отношению к поверхности земли. Они могут иметь наклонную ориентацию (наклон), симметричную V-образную форму (Inverted-V), горизонтальную или вертикальную L-образную форму. Однако следует помнить, что их диаграмма направленности по азимуту будет сильно отличаться от типичного диполя 1 / 2λ.Как указывалось ранее, типичные проводные ВЧ антенны с горизонтальной поляризацией имеют дополнительное усиление из-за близости к поверхности земли по сравнению с их усилением в свободном пространстве. Земля под антенной действует как отражатель. Луч прямого излучения от антенн под любым углом места встречается с другим параллельным лучом, который создается отражением от земли. Разность фаз между этими двумя лучами будет варьироваться в зависимости от длины их пути. При определенных углах излучения эти два луча (прямой и отраженный от земли) находятся в фазе, и они конструктивно интерферируют, создавая повышенную силу под этим углом, тогда как существуют другие углы, при которых эти два луча могут быть не в фазе на 180 ° и, следовательно, компенсировать друг с другом.
Азимутальная диаграмма направленности диполя
Это причина, по которой все эти наземные антенны создают один или несколько лепестков в плоскости возвышения. Для хорошей способности DX важно, чтобы первый большой лепесток возвышения находился под наименьшим практическим углом относительно земли, который называется углом взлета излучения антенны. Практическое правило заключается в том, что чем выше проволочная антенна находится над уровнем земли, тем ниже будет взлет. Разве не принято устанавливать ВЧ-антенну настолько высоко над землей, насколько это возможно, чтобы максимально использовать возможности DX? Да, конечно.Качество почвы зависит от ее состава и влажности. Насколько хороши или насколько плохи отражающие свойства земли в любом конкретном месте развертывания антенны, определяется проводимостью почвы и ее диэлектрической проницаемостью. Чем выше проводимость и диэлектрическая проницаемость, тем меньше потери на поглощение земли и выше эффективность отражения. Следовательно, радиостанция с антенной, расположенной в сухом, песчаном, пустынном месте, не сможет использовать преимущество отражения от земли так же хорошо, как антенна станции, расположенная над плодородной, влажной или болотистой землей.Наилучшие отражения с наименьшими потерями будут происходить на побережье или вблизи крупных озер и водоемов. Точно так же морская мобильная судовая ВЧ-станция, использующая проволочную антенну, имеет большое преимущество, обеспечиваемое окружающей морской водой.
Кроме того, доступны несколько конструкций горизонтальных коллинеарных проволочных антенн различных типов, которые объединяют несколько вытянутых в осевом направлении секций 1 / 2λ, объединенных с использованием методов фазирования, для получения гораздо более высокого усиления с более узкой шириной луча по азимуту. Эти антенны питаются от центра как диполь.
Многодиапазонные резонансные проволочные антенны со стоячей волной
Многодиапазонные резонансные веерные дипольные антенны
Существует несколько способов изготовления многодиапазонных резонансных антенн на стоячей волне. За исключением, возможно, всего двух методов создания двухдиапазонных или многодиапазонных антенн практически для любой комбинации диапазонов, остальные методы в значительной степени зависят от характера распределения любительских диапазонов ВЧ радиодиапазонов. Эти два универсальных метода, которые приходят на ум, — это антенна Trap Dipole, которую можно заставить работать на большом наборе диапазонов при условии, что никакие две соседние полосы не падают очень близко друг к другу по частоте.Второй метод, который будет работать для любой двухдиапазонной (двухдиапазонной) комбинации, заключается в использовании двух ортогональных диполей (ориентированных под углом 90 ° относительно друг друга) и подаче их обоих в центральную точку с использованием одной линии передачи, соединяющей обе антенны в параллельно. Проблема с этим подходом заключается в том, что направление излучения составляющих диполей будет иметь отклонение на 90 ° по азимуту, и, следовательно, пиковое излучение на каждой полосе будет в разных направлениях. Если это не проблема или если целью является работа на малых расстояниях с помощью Skywave ближнего вертикального падения (NVIS) путем установки антенны близко к земле, этот метод обычно не подходит.Этот подход будет работать для NVIS, потому что антенна будет создавать ненаправленную диаграмму направленности.
До появления WARC-диапазонов все любительские HF-диапазоны были гармонично связаны. Традиционно для любительской радиослужбы на КВ были доступны диапазоны 160-80-40-20-15-10м. За исключением 15-метрового диапазона, все остальные имеют октавную (x2) связь со следующей соседней полосой. У них есть прямая гармоническая частотная связь со следующей соседней полосой. Хотя 15 м, которое находится между 20 м и 10 м, не имеет гармонической связи друг с другом, 15 м является третьей гармоникой 40 м диапазона.
Это экономия, которая помогает разработчикам антенн часто включать 15 м в конструкцию многодиапазонной антенны, но не всегда. Однако создание многодиапазонной резонансной проволочной антенны для покрытия всех других диапазонов минус 15 м довольно тривиально из-за характера распределения любительских радиодиапазонов. Позже, когда диапазоны WARC 60–17–12 м были открыты для любительской службы, разработчики антенн столкнулись с проблемой включения этих негармонически связанных диапазонов в свои конструкции многодиапазонных проводных антенн.
G5RV — Азимутальная диаграмма направленности на 20 м
Некоторые из хорошо известных многодиапазонных проволочных антенн — это вечнозеленая антенна G5RV, диполь с выносным питанием (OCFD), Carolina Windom, антенна W3EDP, веерный диполь, диполь с открытым рукавом и т. Д. Последние две из этих антенн, веерный диполь и диполь с открытой гильзой, получают свои многополосные характеристики за счет использования нескольких диполей резонансной длины, которые либо электрически присоединены к общей точке питания, либо за счет использования принципа взаимной связи полей. расположив все диполи в непосредственной близости друг от друга.Другие, G5RV, Windom, OCFD и W3EDP, имеют определенную длину, которая обеспечивает сложную гармоническую взаимосвязь между несколькими диапазонами, которые они обслуживают. Конструктивная длина этих антенн должна точно воспроизводиться для их правильного функционирования. Нередко эти антенны покрывают 4-5 любительских радиодиапазонов. На большинстве из этих диапазонов эти антенны имеют довольно приемлемый КСВ и поэтому могут быть легко подключены к передатчику без какого-либо внешнего устройства согласования антенн (ATU).Однако для эффективной работы некоторых других диапазонов может потребоваться ATU.
За исключением диполя-ловушки, веерного диполя и диполя с открытой гильзой, которые создают двунаправленную диаграмму направленности, почти аналогичную стандартному диполю, другие, такие как G5RV, OCFD, W3EDP, Windom и т. Д., Создают азимутальные диаграммы направленности, которые зависят от частотный диапазон работы. Чаще всего в нижних частотных диапазонах все они создают хорошо известный двунаправленный рисунок. Однако по мере того, как мы постепенно переключаемся на более высокие полосы частот, лепестки азимутального излучения разделяются и имеют тенденцию постепенно отклоняться к оси провода.Этот эффект становится более выраженным по мере увеличения частоты. В некоторых высокочастотных диапазонах излучение в оптимальном направлении может отклоняться на 40-50 ° от направления широкой стороны антенного провода.
Они также могут давать довольно глубокий ноль в широком направлении на этих более высоких частотных диапазонах. В целом, эти антенны дают неплохое усиление, особенно в полосах более высоких частот при достаточно малых углах взлета, что обеспечивает большие перспективы для работы в диапазоне HF DX. Десятки тысяч операторов HF DX по всему миру с большим успехом использовали эти антенны в течение многих десятилетий, и все они будут клянутся производительностью этих легких и ненавязчивых многодиапазонных проводных антенн.
Широкополосные проволочные антенны бегущей волны
Проволочные антенны бегущей волны, с другой стороны, являются нерезонансными антеннами. Они обладают широкополосными характеристиками и, как правило, могут использоваться в одной или нескольких частотных октавах (2x или более полоса пропускания). Длина этих проволочных антенн не критична, однако самая низкая частота работы ограничена длиной провода. Эти проволочные антенны обычно заканчиваются нагрузочным сопротивлением на дальнем конце, которое может быть подключено либо к земле, либо к симметричному обратному проводу.
Типичная ромбическая антенна бегущей волны
Из-за оконечной нагрузки часть мощности передатчика теряется в виде рассеиваемого тепла, но чаще всего эти потери более чем адекватно компенсируются большим усилением, которое большинство из них дает, особенно при более высокие частоты заканчивают свой рабочий предел. Обычно эти антенны, когда они сделаны длиной по крайней мере в несколько длин волн, создают узкие, однонаправленные лепестки излучения, однако есть исключения, которые также могут создавать двунаправленные диаграммы направленности.Еще одна важная особенность проволочных антенн этого типа, которая обычно проявляется в конфигурациях многоволнового типа, заключается в том, что они могут быть развернуты в непосредственной близости (2-3 метра) от земли, но при этом они будут производить малоугловые лепестки излучения (на высоте plane), что делает их идеальными для длительной ионосферной связи для работы DX. Из-за того, что для этих антенн обычно требуются провода очень большой длины, они непрактичны там, где доступное физическое пространство ограничено. Другой недостаток заключается в том, что из-за своей длины они, как правило, представляют собой фиксированные антенны, которые нельзя легко переориентировать после установки или физически повторно развернуть в короткие сроки.Следовательно, хотя большинство этих проволочных антенн бегущей волны идеально подходят для двухточечной ВЧ-связи, они не являются практичными антеннами общего назначения для типичной радиолюбительской работы.
Интересная особенность проволочных антенн бегущей волны, которые оканчиваются нагрузочным резистором, как мы отметили ранее, приводит к некоторым потерям на рассеяние в нагрузочной нагрузке. Из-за этого выигрыш в мощности прямой передачи ниже, чем мог бы быть в противном случае. Следовательно, практическая антенна этого типа будет иметь более высокий коэффициент усиления в режиме приема из-за коэффициента направленности приема (RDF), чем коэффициент усиления мощности в прямом направлении в режиме передачи.Это привело к возникновению мифа, особенно среди большой части радиолюбителей, о том, что эти антенны являются антеннами только для приема и не подходят в качестве передающих антенн. Нет ничего более далекого от истины. Следует понимать, что некоторые из других популярных антенн, которые обычно используются радиолюбителями, тоже имеют разницу между коэффициентом усиления RDF и коэффициентом усиления мощности. Правда, в случае этих антенн дифференциал более выражен.
В отличие от многодиапазонных резонансных проволочных антенн, антенны бегущей волны имеют равномерно направленную диаграмму направленности, которая не меняется кардинально в зависимости от рабочего диапазона частот.Другими словами, направление излучающих лепестков антенн бегущей волны остается более или менее одинаковым независимо от рабочего диапазона, тогда как в случае многодиапазонных резонансных проволочных антенн направление азимутальной ориентации главного лепестка может отличаться от группы к группе.
Некоторые из хорошо известных антенн на бегущей волне — это ромбические антенны и антенны Бевериджа. Другой класс антенн, которые также являются антеннами бегущей волны, но редко распознаются как таковые, — это антенны T2FD и T3FD.В отличие от первых двух приведенных примеров, эти антенны физически напоминают сложенную дипольную антенну из-за похожей конструкции и поэтому названы так. Однако на самом деле они не создают стоячие волны, а создают бегущие волны, которые заканчиваются диссипативной нагрузкой.
Другие нерезонансные проволочные антенны
Радиолюбители временами весьма новаторски относятся к антеннам. Очень часто из-за нехватки места или по другим причинам мы обнаруживаем, что радиолюбители пытаются развернуть различные конфигурации проводов произвольной длины и заставить их работать в качестве антенны своей станции.В большинстве случаев эти произвольно ориентированные провода произвольной длины, проложенные в нестандартных точках питания, в конечном итоге позволяют им установить несколько радиоконтактов то тут, то там. Однако такие антенны случайного типа никогда не бывают эффективными и работают только при действительно хороших условиях распространения. Общим в таких инновационных начинаниях является то, что все они неизменно нуждаются в хорошем ATU для настройки и передачи на интересующей частоте. Обычно это нерезонансные антенны и, разумеется, их характеристики сомнительны.Однако, как говорится, при хороших условиях распространения даже вешалка для одежды может работать как антенна для установления радиосвязи.
Геометрия антенны Double Zepp (Doublet).
Сказав это, это не означает, что все нерезонансные антенны или проволочные антенны произвольной длины плохо работают. У нас есть несколько классических нерезонансных антенн, которые не только многодиапазонны, но также очень эффективны и обладают отличными характеристиками. Но все они имеют одну общую черту.Все они нуждаются в хорошем ATU для работы в качестве передающей антенны.Прекрасными примерами отличных нерезонансных антенн являются антенны Zepplin, Double Zepplin или Doublet. Антенна Doublet часто очень эффективно используется в качестве многодиапазонной ВЧ-антенны многими радиолюбителями. Он состоит из дипольной геометрической структуры, но длина провода не является резонансной практически ни на одном из рабочих диапазонов. Для этого требуется определенная длина открытой линии передачи, подключенной к точке питания антенны.Длина антенных элементов Doublet и длина необходимого отрезка линии с разомкнутым проводом имеют математическую корреляцию. Определенные комбинации этих длин оптимально работают в качестве многодиапазонной антенны. Характеристики Doublet довольно хороши, и он дает хорошую двунаправленную диаграмму азимутальных лепестков на всех диапазонах. Однако, как мы упоминали ранее, для работы требуется хорошее ATU.
Еще одна неплохая нерезонансная многодиапазонная проволочная антенна — это антенна Long Wire.Он может быть геометрически ориентирован как диполь или V-образная антенна. Антенна с длинным проводом может иметь центральное или нецентральное питание. Когда мы говорим об антеннах с длинным проводом, многие люди считают, что подойдет провод любой длины, если он достаточно большой. Это не совсем правда. Хотя для этой антенны можно выбрать любую приемлемую длину провода, любая случайная длина, если она не является одной из предпочтительных, чаще всего вызывает проблемы у оператора. Некоторые длины абсолютно неприемлемы, поскольку они будут отражать узлы с высоким импедансом напряжения в точке питания, что приведет к очень высокому КСВ.Поскольку большинство наших любительских радиодиапазонов гармонично связаны, такой сценарий вызовет хаос на большинстве диапазонов.
Однако хорошо то, что увеличение или уменьшение длины всего на метр или два обычно решает проблему на всех диапазонах. Это не означает, что длину антенны Long Wire можно определить только методом проб и ошибок. Напротив, можно заранее произвести очень точные расчеты и предложить несколько приемлемых длин перед установкой. У безумия действительно есть метод.Направления азимутальных лепестков этой антенны будут варьироваться от диапазона к диапазону, и для его эффективного функционирования также потребуется ATU.
Тема проводных антенн настолько обширна, что мы можем бесконечно ссылаться на различные конструкции и их характеристики. Однако в этой статье мы постарались коснуться большинства популярных проволочных антенн. Мы подробно остановимся на конструкции и характеристиках многих из этих антенн в отдельных специальных статьях в течение определенного периода времени.
Список статей в соответствии с этой статьей
- Универсальная дипольная антенна
Полуволновая резонансная дипольная антенна с центральным питанием Дипольная антенна, возможно, является самой простой антенной в изготовлении и развертывании.Он требует минимального набора аппаратных компонентов и довольно легкий. Все дипольные антенны …
- Перевернутая V-образная антенна — популярный вариант диполя
Полуволновая дипольная перевернутая V-антенна с центральным питанием Антенна типа Inverted V — очень популярный вариант стандартного горизонтального диполя. В своей статье я попытаюсь развенчать некоторые мифы, связанные с перевернутой V и диполями. Так же, как …
- Многополосная полуволновая EFHW-антенна с торцевым питанием
Многополосная полуволновая EFHW-антенна с торцевым питанием Полуволновая антенна с торцевым питанием или широко известная антенна EFHW существует почти с момента появления КВ-радио.Тем не менее, антенна EFHW раньше использовалась довольно экономно …
Антенна | MFJ Enterprises Inc
Америтрон
Выберите … Антенна (Добавить)Компания
Выберите … Ameritron (Добавить) Cushcraft (Добавить) Hy-Gain (Добавить) MFJ (Добавить) Vectronics (Добавить)Cushcraft
Выбирать…Антенна (Добавить)Характеристики
Выберите … 1 элемент (добавить) 1,25 метра (добавить) 1,2 кВт (добавить) 1,3 ГГц (добавить) 1,5 кВт (добавить) 10 элементов (добавить) 10 метров (добавить) 10-полосный (добавить) 100FT (добавить) 100 Вт (Добавить) 102FT (Добавить) 10FT (Добавить) 10M (Добавить) 10 Вт (Добавить) 11 элементов (Добавить) 110 В (добавить) 11FT (добавить) 12 элементов (добавить) 1200 МГц (добавить) 1240 МГц (добавить) 12FT (добавить) 12 м (Добавить) 13 Элемент (Добавить) 135 футов (Добавить) 13FT (Добавить) 14 Элемент (Добавить) 140/440 МГц (Добавить) 144/440/220 МГц (Добавить) 144/440 МГц (Добавить) 144 МГц (Добавить) 14FT (Добавить) 15 Элемент (Добавить) 15 метров (Добавить) 150 Вт (Добавить) 15FT (Добавить) 15M (Добавить) 16 Элемент (Добавить) 16.9 футов (добавить) 160 (добавить) 160-6M (добавить) 160M (добавить) 17 элементов (добавить) 17FT (добавить) 17M (добавить) 18FT (добавить) 1 кВт (добавить) 2 элемента (добавить) 2 метра (добавить) 2,4 GHZ (добавить) 20 метров (добавить) 200 Вт (добавить) 20 футов (добавить) 20M (добавить) 22,5 футов (добавить) 220 МГц (добавить) 220 МГц (добавить) 220 В (добавить) 222 МГц (добавить) 23,5 футов (добавить) 240 В (добавить ) 250 Вт (добавить) 256 футов (добавить) 25 футов (добавить) 25 Вт (добавить) 26 элементов (добавить) 29FT (добавить) 2 кВт (добавить) 2M (добавить) 2M / 440/220 МГц (добавить) 3 элемента (добавить) 300 кГц — 30 МГц (добавить) 300 Вт (добавить) 30M (добавить) 30 Вт (добавить) 31 элемент (добавить) 33FT (добавить) 350 Вт (добавить) 35 футов (добавить) 39 футов (добавить) 4 элемента (добавить) 4,5 футов (добавить) 40 метров (Добавить) 40M (Добавить) 42FT (Добавить) 43FT (Добавить) 440 (Добавить) 440 МГц (Добавить) 440 МГц (Добавить) 4FT (Добавить) 4M (Добавить) 5 Band (Добавить) 5 Элемент (Добавить) 5.5FT (добавить) 5/5/3 Element (добавить) 5/8 Wave (добавить) 500W (добавить) 50W (добавить) 52FT (добавить) 53FT (добавить) 5KW (добавить) 6 полос (добавить) 6 элементов (добавить) 6 метров (добавить) 600 Вт (добавить) 60 м (добавить) 60 Вт (добавить) 6 футов (добавить) 6 м (добавить) 6 Вт (добавить) 7 полос (добавить) 7 элементов (добавить) 7 элементов (добавить) 70 см (добавить) 75M (Добавить) 7FT (Добавить) 8 полос (Добавить) 8 элементов (Добавить) 8.2FT (Добавить) 800 Вт (Добавить) 80M (Добавить) 84FT (Добавить) 85FT (Добавить) 8FT (Добавить) 9 элементов (Добавить) 900 МГц (Добавить) ) 9FT (Добавить) Основание антенны (Добавить) Антенный тюнер (Добавить) Массив (Добавить) Базовая антенна (Добавить) Луч (Добавить) Двухдиапазонный (Добавить) Крепление на стекле (Добавить) Gplane (Добавить) КВ (Добавить) Внутренняя антенна (Добавить) ) Kit (Add) Loop Fed Yagi (Add) Mini Dipole (Add) Monoband (Add) Multi-Band (Add) Outdoor Antenna (Add) PEP (Add) Portable (Add) Pulsar Antenna (Add) QRP (Add) Quadband ( Добавить) Прием (Добавить) Пульт дистанционного управления (Добавить) Ринго (Добавить) Ринго I (Добавить) Ринго II (Добавить) Roll-Up (Добавить) Поворотный (Добавить) Коротковолновый (Добавить) Крепление на заглушку (Добавить) Superflex (Добавить) SWL ( Добавить) Переключатель T / R (Добавить) Телескопический (Добавить) Треугольник (Добавить) Вертикальный (Добавить) Штыревой (Добавить)Hygain
Выбирать…Антенна (добавить) Hy-Tower (добавить) Hy-Tower Jr. (добавить)MFJ
Выберите … Антенны (Добавить)Тип
Выбрать … Активная антенна (Добавить) Надстройка (Добавить) Надстройка антенны (Добавить) Оптимизированный для диапазона логопериодический массив (Добавить) Базовая антенна (Добавить) Луч (Добавить) Стрела (Добавить) Паутинная антенна (Добавить) Crossboom ( Добавить) Дипольная антенна (Добавить) Дисконная антенна (Добавить) Антенна с шестигранным лучом (Добавить) Антенна HT (Добавить) Логопериодическая (Добавить) Петельная антенна (Добавить) Крепление Mag (Добавить) Антенна на мачте (Добавить) Мобильная (Добавить) Мобильная антенна (Добавить) Крепежная антенна (Добавить) Антенна Moxon (Добавить) Шумоискатель (Добавить) Антенна Octopus (Добавить) Переносная антенна (Добавить) Антенна с отверткой (Добавить) Антенна Squalo (Добавить) Наклонное основание (Добавить) Вертикально (Добавить) Вертикально Антенна (Добавить) Штыревая антенна (Добавить) Антенна WI-FI (Добавить) Проволочная антенна (Добавить) Яги (Добавить)Vectronics
Выбирать…Антенна (Добавить)Проволочные антенны с концевым питанием — Radio Society of Great Britain
Хотя диполи — очень эффективные антенны, они не единственный выход. Некоторые дома не подходят для установки полуволнового диполя. Если у вас только одна опора, вам может подойти антенна с торцевым питанием.
Но будьте осторожны — антенны с оконечным питанием могут быть более шумными, а также вызывать больше проблем с электромагнитной совместимостью / помехами.Однако они могут быть дешевым и простым способом получить многодиапазонную антенну для диапазонов ВЧ, но обычно вы должны использовать блок настройки антенны (ATU) или другое согласующее устройство.
У вас также должно быть хорошее заземление, а не только сетевое заземление, которое использует установка или источник питания.
Он может состоять из одного медного заземляющего стержня, подключенного к радиостанции и / или ATU с помощью толстого заземляющего кабеля (сделайте его как можно короче). Вы также можете добавить, возможно, четыре или более радиальных проводов длиной не менее четверти волны на самой низкой частоте работы, идущих от заземляющего стержня по земле в разных направлениях.Их можно закопать — точная длина радиалов не критична, но большее количество более коротких радиалов лучше, чем меньшее количество более длинных.
Но какой длины должна быть моя проволока с торцевой подачей?
Традиционно во многих книгах предлагается, чтобы проволока с концевой подачей имела длину четверть волны на желаемой рабочей частоте. Это привело бы к низкому импедансу на радио, что позволило бы вам легче согласовывать его, но это не совсем идеально.
Текущий максимум (который создает большую часть электромагнитного излучения) тогда будет рядом с радио, вызывая множество помех и других проблем с радиочастотами, таких как «горячие микрофоны», которые могут вызвать радиочастотный ожог, и компьютерные мыши USB, которые не работают. работать.
Также будет сложно согласовать антенну на других диапазонах, особенно если антенна имеет длину полуволны на вашей рабочей частоте и имеет высокий импеданс в точке питания.
Одним из решений является выбор длины провода, который не обеспечивает ни особенно высокого, ни низкого импеданса ни на одном из диапазонов, на которых вы хотите работать.
Антенна W3EDP была впервые описана в журнале ARRL QST в 1936 году.
Одной из таких антенн является W3EDP с торцевым питанием.Он состоит из 85-футового провода, подведенного к 17-футовому противовесу (прикрепленному к точке заземления на ATU). В некоторых книгах говорится, что на 10 м противовес вообще не используется. Другие говорят, что вы можете использовать 6,5-футовый противовес на 20 м. Однако вам понадобится ATU.
Проволока может выходить из окна хижины, по дому и по саду — все будет зависеть от планировки вашего сада.
Вы также можете подключить антенну удаленно через несимметричный трансформатор (либо несимметричный-несимметричный трансформатор 4: 1 или 9: 1).Это позволяет расположить unun подальше от дома, а затем подключить антенну через коаксиальный кабель. Преимущество состоит в том, что излучающий элемент находится далеко от лачуги и с меньшей вероятностью вызовет проблемы с электромагнитной совместимостью. Вы также можете уменьшить помехи от компьютеров и других устройств в хижине.
Вы получите потери при использовании коаксиального кабеля с антенной, имеющей более высокий КСВ, чем желательно, но если коаксиальный кабель не слишком длинный, он не должен быть таким уж плохим.
Антенна W3EDP хорошо работает на 80 м и 40 м и дает такие же характеристики, что и диполь на 20 м.На диапазонах выше 20 м он будет работать, но производительность может снизиться по сравнению с тем, что вы могли ожидать от полуволнового дипольного среза для каждого конкретного диапазона.
Если у вас возникают проблемы с РЧ в лачуге, убедитесь, что у вас хорошее заземление (см. Ранее). Если у вас все еще есть проблемы с подключением четверти волны провода (на той частоте, с которой у вас возникают проблемы, и с учетом соотношения скоростей, если у вас есть ПВХ-покрытие), к задней части ATU, как правило, они решаются. Например, если у вас возникают проблемы с радиочастотами на 20 м (14 МГц), обрезка провода или противовеса с ПВХ-покрытием до длины 5 м может решить многие проблемы с электромагнитной совместимостью.
Антенна W3EDP с оконечным питанием — дешевый способ получить многодиапазонную работу, особенно если вы новичок и ограничены мощностью 10 Вт.
Другие страницы в этом разделе — Антенны:
- Безопасность антенны
- Ваша первая антенна — полуволновой диполь
Высокопроизводительные проволочные антенны
Рисунок 3 — диаграмма направленности и «Extended Double Zepp». или «ЕМЗ». ЕМЗ, построенная на 20 метров, имеет длину около 85 футов.Обратите внимание на разницу в диаграмме направленности этой антенны и кривой для диполя на рисунке 2. сужение лепестков концентрирует энергию, излучаемую антенной. Концентрация энергии — это еще один способ сказать, что антенна развивает усиление. В Extended Double-Zepp обеспечивает усиление от двух до трех дБ. Усиление 3 дБ — это эквивалент удвоения выходной мощности. Обратите внимание на четыре «малых доли». Работа не ограничивается направлением основных лепестков.
Цель сравнения этих двух кривых — показать, что это можно построить антенны лучше, чем диполи. Это не конец история. Собственно, вернемся к началу. Рисунок 1 дает нам больше всего важная причина для использования антенн 80 или 40 метров полной длины на более высоких диапазоны, где длина антенны увеличивается.
Обратите внимание на кривую, отмеченную «усиление». Он увеличивается по мере увеличения длины длина антенны превышает ½ длины волны.Эти цифры прироста невелики. Например, на 10 метрах усиление 80-метрового диполя будет всего 3 дБ. Но этих трех дБ у вас не было бы, если бы вы использовали диполь. Это то же самое, что удвоить свою силу. Помните, каждый дБ на счету. Здесь 3 дБ, еще 3 дБ, они складываются в большой сигнал. Рисунок 1 подтверждает очень важный момент. Строить много проводов, получи много прироста. Это так просто. Объедините преимущества длинная антенна с методами, которые уменьшают угол излучения, и в результате непревзойденный.В этом секрет высокопроизводительных проволочных антенн. Это не магия, это просто использование физических законов.
РАДИО РАБОТАЕТ специализируется на высокоэффективных проволочных антеннах, в которых используются эти принципы. Посмотрите внимательно на CAROLINA WINDOM®, CAROLINAWINDOM. Short®, CAROLINA BEAM ™, SuperLoop ™, VRD ™ (вертикально Radiating Dipole ™) и G5RV Plus.
5 самых популярных портативных КВ антенн
В начале 2014 года я провел опрос, чтобы попытаться определить, какая портативная ВЧ антенна была самой популярной.Откликнулись чуть более 300 человек. Их попросили выбрать свою «любимую портативную антенну» из:
- Ground-plane
- W3EDP
- Endfed Halfwave
- Однополосный диполь
- Endfed произвольной длины
- Дублет
- Связанный диполь
- Магнитная петля
- Многодиапазонный диполь с нагрузкой
- Прочее
Порядок расположения антенн был рандомизирован, поэтому каждый респондент получил их в разном порядке.Опрос размещался в различных интернет-рефлекторах и длился около недели. В пятерку лучших портативных КВ антенн вошли:
№ 1 Полуволна с торцевым питанием (18%)
Связанный диполь № 2 (16%)
№ 3 Однополосный диполь (12%)
№ 3 = Проволока с подачей на концах произвольной длины (12%)
№ 5 Наземный самолет (11%)
В таблице ниже сравниваются эти антенны.
| Антенна | Проволочная антенна? | Многодиапазонный? | Требуется ATU? | Легкий? | Легко сделать? |
| Половина волны конца | Y | N | Y | ***** | ***** |
| Связанный диполь | Y | Y | N | **** | *** |
| Однополосный диполь | Y | N | N | **** | ***** |
| Конечная подача произвольной длины | Y | Y | Y | ***** | ***** |
| Наземный самолет | ? | N | N | ***** | **** |
Обсуждение
End Fed Halfwave: самая популярная антенна в нашем обзоре.Почему? Я думаю, людям она нравится, потому что это резонансная антенна с простыми настройками. Обратите внимание, что для полуволны с торцевым питанием необходим антенный тюнер особого типа. Обычные многоцелевые тюнеры часто не соответствуют высокому импедансу, создаваемому полуволной с торцевым питанием. Это антенна, которую легко сделать и использовать. Это потенциально эффективно, если концы антенны не касаются земли, а центр антенны поднят красиво и высоко. Это хорошая антенна для использования в местах с большим количеством листвы, так как ее легко пролезть сквозь деревья.Большинство полуволн с торцевым питанием — это однодиапазонные антенны. Возможно создание многополосных версий, хотя они теряют некоторые преимущества однополосной разновидности.
EFHW также потенциально очень легкая система. Как и любая полуволновая антенна, она дает предсказуемую диаграмму направленности. Управляемая мощность ограничена тюнером.
Связанный диполь: многополосная система. Вы можете иметь столько групп, сколько захотите. Поскольку они резонансные, им не нужен антенный тюнер.Однако для них требуется кормушка, поэтому они немного тяжелее и их сложнее установить, чем EFHW. Очень популярен для портативных операционных систем типа SOTA. Для смены диапазона необходимо, чтобы ссылки были открыты или закрыты. Это может потребовать опускания антенны. На изготовление и регулировку связанных диполей уходит много времени, хотя процесс довольно прост. Очень предсказуемая диаграмма направленности. Обычно устанавливается в виде перевернутой V-образной формы для портативного использования, поскольку это позволяет использовать единственную опору.
Однополосный диполь: дюймов на третьем уровне, трудно превзойти простоту и эффективность диполя.Как и связанный диполь, это резонансная система, поэтому ATU не требуется. Тем не менее, требуется кормушка, поэтому есть небольшой вес и удобство в использовании по сравнению с полуволной с торцевой подачей. Конечно, диполь очень легко сделать и настроить. Как связанный диполь, он дает очень предсказуемую диаграмму направленности.
Случайная длина провода: третье равное. Многодиапазонные антенны не намного проще. Качество провода произвольной длины зависит от его длины и качества антенного тюнера.Для эффективной работы провод должен иметь длину не менее четверти волны на самой низкой частоте, на которой вы собираетесь его использовать. Диаграмма направленности (и эффективность системы антенна / тюнер) будет варьироваться от диапазона к диапазону. Очень просто сделать и использовать. Обычно настраивается на противовес — просто еще один кусок проволоки, уложенный на землю. Управляемая мощность ограничена тюнером.
Ground Plane: in на пятом месте, наземный самолет всегда является популярным выбором для высоких диапазонов. Обычно используется четвертьволновый вертикальный излучатель, который во многих случаях ограничивает использование до 20 м и выше.Излучатель питается против трех-четырех четвертьволновых радиалов. Плата заземления питается по коаксиальному кабелю, и, поскольку точка питания находится внизу, часто требуется очень мало. Эффективная система с хорошей предсказуемой ненаправленной диаграммой направленности. Дает немного меньший угол излучения, чем дипольная антенна, что может быть лучше для контактов DX. Плата заземления может быть сделана из провода, при этом излучатель поддерживается на непроводящем столбе или подвешен на ветке дерева. Вертикальный радиатор также может быть изготовлен из алюминиевой трубки или аналогичного материала.
Было интересно отметить, что самые любимые портативные антенны — это антенны, которые вы можете сделать сами. Более сложные коммерческие продукты, такие как магнитные петли и самонесущие дипольные системы, не вошли в первую пятерку нашего обзора.
SOTABEAMS
Мы продаем различные портативные антенны и компоненты, которые можно сделать своими руками. Щелкните здесь, чтобы посетить наш интернет-магазин.
MARTIN — G8JNJ — Многодиапазонные КВ антенны
А теперь не надо начинать ………
В качестве антенны подойдет практически все — зависит только от того, насколько хорошо.
Вы можете работать DX на любом КВ диапазоне выше 7 МГц, используя практически любой кусок провода, если условия в вашу пользу.
Я читал заявления, сделанные для различных компактных антенн, такие как «Я работал XXX, используя это», и думаю, не было бы намного проще, если бы вы использовали что-то, что работает должным образом.
В обзорах антенн, особенно для различных компактных конструкций, обычно указывается, насколько хорошо они работают, с каким DX работали (обычно CW на 12, 15 или 17 м) и т. Д.Но по большей части это просто субъективно, как я уже говорил ранее, почти все будет работать на частотах выше 7 МГц, если условия хорошие. Не верите мне? Затем послушайте некоторые из мировых радиомаяков, которые передают на разных уровнях мощности. Если вы слышите его, когда он передает на 100 Вт, обычно вы все еще слышите его, когда он использует только 100 мВт. Разница в выходной мощности 30 дБ, и вы все равно ее слышите!
Многие люди счастливы работать (или покупать) антенну, которая имеет усиление, возможно, на 10 или 20 дБ меньше, чем 1/4 длины волны по вертикали или полуволнового диполя, но потому что у них есть несколько хороших контактов, и они не могут их сравнить. против чего-то лучшего, они верят, что это работает хорошо.
Я начинаю верить заявлениям о компактных конструкциях только в том случае, если их можно масштабировать для достаточно эффективной работы в нижних частотных диапазонах.
Все антенны — это компромисс между размером, эффективностью, частотой работы и используемой полосой пропускания.
Когда я изначально начал создавать многодиапазонную ВЧ антенну, у меня было несколько критериев: —
- Работа на максимально возможном количестве диапазонов 80-10 м Inc WARC.
- Максимально эффективно
- Сведение к минимуму помех другому оборудованию и соседнему имуществу и от него
- Низкое визуальное воздействие
- Простота строительства и монтажа с использованием доступных материалов и опор
Сначала я рассматривал вертикальную антенну, но в конце концов остановился на сбалансированной горизонтальной антенне. Это было связано с тем, что для него не требовалась радиальная система, его можно было ориентировать так, чтобы минимизировать уровни радиочастот в направлении дома, и он мог обеспечить хорошее покрытие NVIS на 80 и 40 м для работы внутри Великобритании.Итак, как и многие другие до меня, варианты сузились до вариантов G5RV или Windom.
На этом этапе мне не понравился Windom, так как я считал, что смещенная подача и компоновка балуна будут представлять как механические, так и интерференционные проблемы, чем с истинно сбалансированной подачей. Я считаю, что сравнение характеристик простых проволочных антенн в основном ограничивается общей длиной провода и их высотой над землей. Если вы поместите 30 м провода в воздух на высоте 10 м, то независимо от того, какую конфигурацию вы используете, вы получите очень похожие общие результаты.Возможно, пики и впадины на полярном графике будут немного перемещаться, но усиление и угол излучения будут по существу такими же.
После дальнейшего исследования я построил версию G5RV ZS6BKW / G0GSF. Это улучшенная конструкция, оптимизированная для истинно многополосной работы с коаксиальным питанием 50 Ом. Хотя это, возможно, не лучшая однодиапазонная антенна в мире, я не могу придумать никакой другой сбалансированной конструкции, которая обеспечивала бы многополосную работу без тюнера, разумные характеристики и простоту конструкции.
Это очень хорошая отправная точка и хорошая базовая линия, с которой вы можете сравнивать другие антенны.
Когда я первоначально начал строить G5RV, я пошел купить лестничную линию на 450 Ом, но в магазине не было на складе. В итоге я купил готовую версию с питателем на 300 Ом, чтобы быстро вывести меня в эфир.
У меня это было несколько недель, и он работал достаточно хорошо, но не дал особенно хорошего совпадения на всех диапазонах, на которых должен был.Затем я попробовал дизайн ZS6BKW / G0GSF.
Я получил открытый питатель на 450 Ом и отрезал его до нужной длины, используя генератор развертки. Это меня удивило, так как настроенная длина была примерно на метр по сравнению с рассчитанным фактором скорости. Когда я поднял антенну, я сразу заметил разницу, совпадение было намного лучше на всех диапазонах, а также улучшились отчеты о сигналах.
Многие люди не верят, что антенна G5RV «типа» может обеспечить хорошее согласование 50 Ом на большинстве любительских КВ диапазонов, но в следующей таблице показаны КСВН и импеданс на конце фидера 450 Ом, измеренные с помощью Autek. VA1 Vector RX Analyst
Частота | КСВ | R | Х | Z |
1.9 МГц | H | 25 | -372 | 374 |
3,6 МГц | 6.4: 1 | 12 | 36 | 37 |
7,1 МГц | 1,28: 1 | 61 | -7 | 62 |
10.1 МГц | H | H | H | H |
14,1 МГц | 1,55: 1 | 54 | -23 | 58 |
18,1 МГц | 2,0: 1 | 89 | -30 | 97 |
21.1 МГц | 15,2: 1 | 573 | -329 | 668 |
24,9 МГц | 1.68: 1 | 68 | 25 | 71 |
28,5 МГц | 3.76: 1 | 138 | -83 | 158 |
29.0 МГц | 2.02: 1 | 101 | 9 | 101 |
29,5 МГц | 3.96: 1 | 137 | 87 | 160 |
В качестве бонуса антенна также неплохо работает на частоте 50 МГц с КСВН менее 2: 1 на большей части диапазона.
Когда я дошел до измерения коммерческого G5RV, который я купил, я обнаружил, что питатель на 300 Ом был обрезан до неправильной длины.Я считаю, что производитель использовал рассчитанный коэффициент скорости, а не измерял его. Они исправили эту ошибку, отрегулировав длину проволочных элементов для компенсации. В результате выступление было хорошим только на одной группе.
Это заставило меня задуматься, сколько других любителей используют неоптимизированные антенны, такие как эта, и не понимают, что у них есть проблема.
Подробную информацию о допустимых размерах можно найти здесь.
Удобная сосна высотой 50 футов в нижней части соседского сада была удобной опорой для якоря, дом — другой.Подключение к радио осуществляется через 200-футовый Heliax, который вьется вдоль основания ограды, поднимается по стене дома, проходит через чердак и попадает в радиорубку. Хотя может показаться бессмысленным использование кабеля с такими низкими потерями на ВЧ частотах, при использовании удаленного тюнера на нерезонансных диапазонах это имеет большое значение. Это связано с тем, что потеря рассогласования становится очень значительной, когда КСВ превышает 10: 1.
Это работает хорошо, поскольку ближайшая точка антенны все еще находится на расстоянии около 60 футов от дома, поэтому проблемы с помехами и шумом сводятся к минимуму.Изначально я был разочарован уровнями шума приема на 80 (S6) и 160 м (S8), но замена «нескольких витков коаксиального кабеля» в основании антенны на хороший кусок феррита снизила эти уровни до нуля. . Фактически, помимо случайных статических перебоев, обе группы теперь имеют очень низкий уровень искусственного шума.
Я также немного улучшил характеристики на 80 м, добавив несколько отрезков провода вдоль ограждения, идущего под антенной на высоте около 2 м. Это формирует отражатель примерно на 10 м ниже антенного провода, что улучшает характеристики NVIS для работы внутри Великобритании.
Для работы на 160 м и 80 м я построил коробку дистанционного переключателя, которая позволяет мне связывать фидеры вместе, чтобы антенна могла работать как T. Что описано здесь Возможность быстрого переключения между разными антеннами очень полезна и позволяет вам найти лучшего исполнителя для заданного расстояния и рабочей частоты. Чтобы улучшить характеристики на 160 м, я намотал коаксиальный кабель короткой длины 50 Ом на базе линии 450 Ом, прежде чем он войдет в распределительную коробку.Это действует как балун 1: 1 на ВЧ-диапазонах, когда антенна используется в нормальном режиме, но работает как базовая нагрузочная катушка, когда фидеры привязаны для использования на 160 м. Около 10-20 витков коаксиального кабеля на пластиковой сливной трубе диаметром 3 дюйма обеспечивают правильное значение индуктивности.
.